JP2019069541A - トップコート層付きフィルム、表面保護フィルムおよび光学部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】外観品位を高いレベルで保持しつつ、さらに印字耐水性を有するトップコート層付きフィルムを提供する。【解決手段】トップコート層付きフィルム10は、フィルム基材12と、フィルム基材12の一方の表面12Aに設けられたトップコート層14と、を備える。トップコート層14の厚さは、10nmを超え、かつ50nm未満である。トップコート層表面14Aは、以下の特性:(A)水接触角が75°以上である;(B)23℃、貼付け後30分および引張速度0.3m/分の条件で測定される前記トップコート層表面に対する標準アクリル系粘着テープの180度剥離強度が1.0N/19mm以上である;および(C)動摩擦係数が0.4以下である;を満足する。【選択図】図1
Description
本発明は、トップコート層付きフィルム、該フィルムを備えた表面保護フィルム、および該表面保護フィルムによって保護された光学部品に関する。
表面保護フィルム(表面保護シートともいう。)は、一般に、フィルム状の基材(支持体)上に粘着剤が設けられた構成を有する。かかる保護フィルムは、上記粘着剤を介して被着体に貼り合わされ、これにより加工時、搬送時等の傷や汚れから該被着体を保護する目的で用いられる。例えば、液晶ディスプレイパネルの製造において液晶セルに貼り合わされる偏光板は、いったんロール形態に製造された後、このロールから巻き出して、液晶セルの形状に応じた所望のサイズにカットして用いられる。ここで、偏光板が中間工程において搬送ロール等と擦れて傷つくことを防止するために、該偏光板の片面または両面(典型的には片面)に表面保護フィルムを貼り合わせる対策がとられている。このような表面保護フィルムに関する技術文献として特許文献1〜5が挙げられる。
近年、上記のような表面保護フィルムの外観品位に対する要求レベルが高くなってきている。ここでいう外観品位とは、被着体に貼り付けられた状態における表面保護フィルムの外観品位のことをいう。例えば、表面保護フィルムの背面(被着体に貼り付けられる面とは反対側の面)に形成され得る擦過傷は外観品位を損なうため、そのような擦過傷がつきにくい性質が表面保護フィルムに求められている。特に、透明性の表面保護フィルムを用いて、該保護フィルムを被着体(例えば偏光板)に貼り付けた後、該保護フィルム越しに外観検査を行うような場合に、表面保護フィルムに擦過傷が存在すると、その傷が被着体の傷なのか、あるいは表面保護フィルムの傷なのかが、表面保護フィルムを貼り付けた状態のままでは判断できない。このような使用態様では、表面保護フィルム背面の耐擦過性は重要な要求特性となり得る。
表面保護フィルム背面への擦過傷防止、抑制の手法としては、該背面に硬質の表面層(トップコート層)を設ける方法が挙げられる。上記トップコート層は、典型的には、基材の背面にコーティング材を塗布して乾燥および硬化させることにより形成される。上記トップコート層が適度な滑り性を有することは、より高い耐擦過性(耐スクラッチ性)を実現する上で有利である。上記滑り性によって、トップコート層が擦られた場合に加わり得る応力を該トップコート層の表面に沿って受け流すことができるためである。トップコート層に滑り性を付与するための添加剤(滑剤)としては、一般に、シリコーン系滑剤(例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等のシリコーン化合物)、フッ素系滑剤、長鎖アルキル系滑剤等が用いられている。上記のようなトップコート層は、フィルム基材表面が有する外観品位を高いレベルで反映するため、比較的薄厚でありながら、塗布ムラやハジキ等がなく、均一な厚みで平滑に形成されている必要がある。
一方、表面保護フィルムを利用した被着体(例えば光学部品)の加工や搬送等の過程においては、保護対象である被着体の識別番号等を表面保護フィルムに記載して表示したいとの要請がある。そのためには、例えば油性インキにより(例えば、油性マーキングペンを用いて)容易にかつ適切に印字できる性質(印字性)を備えた表面保護フィルムが好ましい。このような事情から、例えば特許文献1では、撥水性および防汚性に加えて、トップコート層の印字性、印字密着性の改善が検討されている。特許文献2では、印字性に加えて、溶剤によるインク拭取り性(拭取り後の外観)が評価項目として挙げられている。
また、一般に耐スクラッチ性と印字性とは背反する関係にあることから、これら2特性を両立する検討もなされている。例えば、特許文献3および4では、ウレタンアクリレート系熱硬化樹脂等の樹脂を主成分とするトップコート層に含ませる滑剤として、シリコーン系、フッ素系の材料が検討されている。特許文献5は、両末端ポリエーテル変形シリコーンを含むことにより、トップコート層の耐スクラッチ性、印字性および印字密着性が改善されると報告している。しかし、これらの表面保護フィルムは、通常の使用形態では、印字状態を保持し得るが、例えば、表面保護フィルムが貼り付けられた状態で被着体を水洗いするような使用態様においては、水に曝されることによって印字が劣化、脱落等し、初期の印字状態を十分に保持することができない。すなわち、従来の表面保護フィルムに用いるトップコート層付きフィルムは、十分な印字耐水性を有するものではなかった。
本発明は、印字性および印字密着性を有するトップコート層の改良に関するものであり、フィルム表面の外観品位を高いレベルで保持しつつ、さらに印字耐水性を有するトップコート層付きフィルムを提供することを目的とする。本発明はまた、上記トップコート層付きフィルムの片面に粘着剤層を有する構成の表面保護フィルム、および、該表面保護フィルムが貼り付けられた光学部品を提供することを他の目的とする。
本明細書によると、トップコート層付きフィルムが提供される。このトップコート層付きフィルムは、フィルム基材と、該フィルム基材の一方の表面に設けられたトップコート層と、を備える。前記トップコート層の厚さは、10nmを超え、かつ50nm未満である。また、前記トップコート層表面は、以下の特性:(A)水接触角が75°以上である;(B)23℃、貼付け後30分および引張速度0.3m/分の条件で測定される前記トップコート層表面に対する標準アクリル系粘着テープの180度剥離強度が1.0N/19mm以上である;および(C)動摩擦係数が0.4以下である;を満足する。
フィルム表面に配置されるトップコート層は、上記特性(A)〜(C)を満足する表面を有し、かつ、その厚さが所定の範囲内であることにより、フィルムの外観品位を高いレベルで保持しつつ、印字後の耐水性を改善することができる。具体的には、上記特性(A)を満足することにより、トップコート層表面の撥水性が高まり、印字後におけるトップコート層表面全体としての耐水性が向上する。特性(B)は、極性成分であるインクとの密着性の指標である。上記特性(B)を満足することにより、トップコート層表面へのインクの密着性が向上し、トップコート層表面の印字耐水性も改善される。さらに、特性(C)を満足することにより、水に対する摩擦力も低減されると考えられ、これが、水洗時等におけるトップコート層表面の印字の脱落防止または抑制に寄与していると考えられる。また、トップコート層の厚さを10nm超とすることにより、上記トップコート層の表面特性(A)〜(C)が好適に発現する。そして、トップコート層の厚さを50nm未満に抑制することにより、フィルム基材表面が有する外観品位を高いレベルで反映することができる。これらの作用により、トップコート層付きフィルムは、該フィルム表面の外観品位が高いレベルで保持されつつ、印字性に加えて印字耐水性を有する。
なお、本願明細書において「印字」とは、典型的には、トップコート層表面に印刷される文字、記号、または当該文字、記号を印刷する行為を指すが、発明による効果は、文字、記号等に対する効果に限定されず、トップコート層表面に部分的に付与されるインクプリント全般に対する効果を包含する。したがって、本明細書において「印字」は、文字、記号の印刷に限定されない。
なお、本願明細書において「印字」とは、典型的には、トップコート層表面に印刷される文字、記号、または当該文字、記号を印刷する行為を指すが、発明による効果は、文字、記号等に対する効果に限定されず、トップコート層表面に部分的に付与されるインクプリント全般に対する効果を包含する。したがって、本明細書において「印字」は、文字、記号の印刷に限定されない。
ここに開示される技術(トップコート層付きフィルム、表面保護フィルムおよび光学部品を包含する。以下同じ。)の好ましい一態様では、前記トップコート層表面は、さらに以下の特性:(D)表面抵抗率が1.0×1012Ω/□以下である;を満足する。表面抵抗率を1.0×1012Ω/□以下とすることで、表面保護フィルム剥離時の帯電を防止または抑制することができる。また、前記トップコート層は、導電性ポリマーを含むことが好ましい。導電性ポリマーを含有することにより、トップコート層の表面抵抗率は好ましく低下し、追加の帯電防止層を設けることなく、フィルムの帯電を好ましく防止または抑制することができる。特に好ましい導電性ポリマーとしては、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が挙げられる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記トップコート層は、脂肪酸エステルを含む。脂肪酸エステルを含有することにより、トップコート層に滑り性が付与され、動摩擦係数が低減する。また、脂肪酸エステルを用いることにより、トップコート層表面の水接触角も大きくなる傾向がある。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記トップコート層は、ポリエステル系バインダを含む。トップコート層のバインダとしてポリエステル樹脂を用いる構成において、外観品位を高いレベルで保持しつつ、印字後の耐水性や滑り性の改善が好ましく実現される。
ここに開示される技術の典型的な態様では、上記フィルム基材は樹脂フィルム(より具体的には、透明樹脂フィルム)である。したがって、トップコート層付きフィルムは、典型的にはトップコート層付き樹脂フィルム(より具体的には、トップコート層付き透明樹脂フィルム)である。例えば、ポリエステルを主成分(50質量%よりも多く含まれる成分)とする樹脂材料からなる樹脂フィルム(ポリエステル樹脂フィルム)を好ましく採用し得る。上記フィルム基材を備えたトップコート層付きフィルムは、該フィルム基材の背面とトップコート層との密着性に優れたものとなり得る。
また、本明細書によると、表面保護フィルムが提供される。この表面保護フィルムは、ここに開示されるいずれかのトップコート層付きフィルムと、前記フィルム基材の他方の表面に設けられた粘着剤層と、を備える。かかる表面保護フィルムは、特に、光学部品(例えば、偏光板、波長板等の液晶ディスプレイパネル構成要素として用いられる光学部品)に貼り付けられて該光学部品の加工時や搬送時にその表面を保護する表面保護フィルム(光学部品用表面保護フィルム)として好適である。したがって、本明細書によると、ここに開示されるいずれかの表面保護フィルムが貼り付けられた光学部品が提供される。
また、ここに開示される表面保護フィルムは、上記粘着剤層が帯電防止成分を含む態様で好ましく実施され得る。この構成の表面保護フィルムでは、上記粘着剤層を利用して表面保護フィルムに帯電防止性を付与することができる。したがって、表面保護フィルムを構成する層の数を増やすことなく、該表面保護フィルムに帯電防止性を付与し、あるいはその帯電防止性を高めることができる。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、本明細書に記載された発明の実施についての教示と出願時の技術常識とに基づいて当業者に理解され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、実際に提供される製品および部品のサイズや縮尺を正確に表したものではない。
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、実際に提供される製品および部品のサイズや縮尺を正確に表したものではない。
ここに開示されるトップコート層付きフィルムは、フィルム表面の外観品位を高レベルで保持することができ、かつ、トップコート層形成によって、その背面(トップコート層表面)が耐スクラッチ性、印字性を有し、加えて印字耐水性にも優れる。そのため、印字等のプリントが施される各種の用途において、トップコート層側とは反対側に粘着剤層を形成した粘着シートの支持体その他の形態で好ましく利用され得る。上記粘着シートは、一般に、粘着テープ、粘着ラベル、粘着フィルム等と称される形態のものであり得る。なかでも、ここに開示されるトップコート層付きフィルムは、高レベルの外観品位が要求される表面保護フィルムの支持体として適しており、そのなかでも、透明性フィルムを用いるものは、光学部品(例えば、偏光板、波長板等の液晶ディスプレイパネル構成要素として用いられる光学部品)の加工時や搬送時に該光学部品の表面を保護する表面保護フィルム用の支持体として特に好適である。上記のような透明性の表面保護フィルムは、外観品位に優れ、それを被着体(例えば偏光板)に貼り付けた後、該保護フィルム越しに外観検査を精度よく行い得る。ここに開示される表面保護フィルムは、典型的には、上記トップコート層付きフィルムの片面に粘着剤層を有する。上記粘着剤層は、典型的には連続的に形成されるが、かかる形態に限定されるものではなく、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成された粘着剤層であってもよい。また、ここに開示されるトップコート層付きフィルムおよび表面保護フィルムは、いずれもロール状であってもよく、枚葉状であってもよい。
<構成>
ここに開示されるトップコート層付きフィルムの構成例を図1に模式的に示す。このトップコート層付きフィルム10は、フィルム基材12と、フィルム基材12の一方の表面(12A;第一面ともいう。)に設けられたトップコート層14と、を備える。また、トップコート層付きフィルム10を備える表面保護フィルムの構成例を図2に模式的に示す。この表面保護フィルム1は、トップコート層付きフィルム10と粘着剤層20とを備える。粘着剤層20は、トップコート層付きフィルム10を構成するフィルム基材12の他方の表面(12B;第二面ともいう。)に設けられている。換言すると、粘着剤層20は、フィルム基材12の表面のうちトップコート層側表面12Aとは反対側の表面12Bに設けられている。図3に模式的に示すように、表面保護フィルム1は、その粘着剤層20の粘着面20Aを被着体(保護対象、例えば偏光板等の光学部品の表面)50の表面に貼り付けて使用される。使用前(すなわち、被着体への貼付前)の表面保護フィルム1は、典型的には図4に示すように、粘着剤層20の粘着面20A(被着体への貼付面)が、少なくとも粘着剤層20側が剥離面となっている剥離ライナー30によって保護された形態であり得る。あるいは、表面保護フィルム1がロール状に巻回されることによりトップコート層付きフィルム10の背面10A(トップコート層表面14A)に粘着剤層20が当接してその表面が保護された形態であってもよい。
ここに開示されるトップコート層付きフィルムの構成例を図1に模式的に示す。このトップコート層付きフィルム10は、フィルム基材12と、フィルム基材12の一方の表面(12A;第一面ともいう。)に設けられたトップコート層14と、を備える。また、トップコート層付きフィルム10を備える表面保護フィルムの構成例を図2に模式的に示す。この表面保護フィルム1は、トップコート層付きフィルム10と粘着剤層20とを備える。粘着剤層20は、トップコート層付きフィルム10を構成するフィルム基材12の他方の表面(12B;第二面ともいう。)に設けられている。換言すると、粘着剤層20は、フィルム基材12の表面のうちトップコート層側表面12Aとは反対側の表面12Bに設けられている。図3に模式的に示すように、表面保護フィルム1は、その粘着剤層20の粘着面20Aを被着体(保護対象、例えば偏光板等の光学部品の表面)50の表面に貼り付けて使用される。使用前(すなわち、被着体への貼付前)の表面保護フィルム1は、典型的には図4に示すように、粘着剤層20の粘着面20A(被着体への貼付面)が、少なくとも粘着剤層20側が剥離面となっている剥離ライナー30によって保護された形態であり得る。あるいは、表面保護フィルム1がロール状に巻回されることによりトップコート層付きフィルム10の背面10A(トップコート層表面14A)に粘着剤層20が当接してその表面が保護された形態であってもよい。
<トップコート層の表面特性>
ここに開示されるトップコート層付きフィルムは、トップコート層表面(図1の符号14Aで示す表面)の水に対する接触角(水接触角)が75°以上であることによって特徴づけられる(特性(A))。特性(A)を満足することによって、トップコート層表面の撥水性が高まり、印字後におけるトップコート層表面全体としての耐水性が向上する。上記水接触角は、好ましくは77°以上である。トップコート層表面の撥水性を重視する場合、上記水接触角は、好ましくは80°以上、より好ましくは82°以上、さらに好ましくは85°以上(例えば90°以上)である。水接触角の上限は特に限定されないが、印字性等の観点から、120°以下(典型的には110°以下、例えば100°以下)程度とすることが適当である。
ここに開示されるトップコート層付きフィルムは、トップコート層表面(図1の符号14Aで示す表面)の水に対する接触角(水接触角)が75°以上であることによって特徴づけられる(特性(A))。特性(A)を満足することによって、トップコート層表面の撥水性が高まり、印字後におけるトップコート層表面全体としての耐水性が向上する。上記水接触角は、好ましくは77°以上である。トップコート層表面の撥水性を重視する場合、上記水接触角は、好ましくは80°以上、より好ましくは82°以上、さらに好ましくは85°以上(例えば90°以上)である。水接触角の上限は特に限定されないが、印字性等の観点から、120°以下(典型的には110°以下、例えば100°以下)程度とすることが適当である。
上記水接触角は、スライドガラスに貼りつけた表面保護フィルムにつき、市販の接触角測定装置を用いて、JIS R 3257:1999に準拠して測定すればよい(液滴法)。例えば、下記の条件で測定することができる。測定は5回行い、その平均値を採用することが好ましい(n=5)。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
[水接触角測定条件]
測定装置 :接触角測定器 DropMaster DM700(協和界面科学社製)
測定雰囲気:23℃、50%RH
測定液体 :蒸留水
測定時間 :着滴1500ms後
[水接触角測定条件]
測定装置 :接触角測定器 DropMaster DM700(協和界面科学社製)
測定雰囲気:23℃、50%RH
測定液体 :蒸留水
測定時間 :着滴1500ms後
また、ここに開示されるトップコート層は、23℃、貼付け後30分および引張速度0.3m/分の条件で測定される該トップコート層表面に対する標準アクリル系粘着テープの180度剥離強度(背面剥離強度)が1.0N/19mm以上であることによって特徴づけられる(特性(B))。上記特性(B)を満足することにより、トップコート層表面へのインクの密着性が向上し、この密着性に基づき、トップコート層表面の印字耐水性も改善される。上記背面剥離強度は、好ましくは2.0N/19mm以上、より好ましくは3.0N/19mm以上(例えば4.0N/19mm以上、さらには4.5N/19mm以上)である。上記背面剥離強度の上限は特に限定されず、通常は15N/19mm以下であり、10N/19mm以下(例えば6.0N/19mm以下、典型的には5.0N/19mm以下)であることが適当である。
上記背面剥離強度は、具体的には次の方法で測定される。すなわち、トップコート層付きフィルムを幅70mm、長さ100mmのサイズにカットし、アクリル板(三菱レイヨン社製、商品名「アクリライト」、厚さ2mm、幅70mm、長さ100mm)に両面粘着テープを介して貼り合わせて試験片を用意する。23℃×50%RHの環境下にて、日東電工社製の商品名「No.31B」(19mm幅、アクリル系粘着テープ)をトップコート層付きフィルムのトップコート層上に、0.25MPaの圧力で0.3m/分の速度で圧着する。これを同環境下に30分間放置した後、万能引張試験機を用いて、同環境下で引張速度0.3m/分、剥離角度180度で剥離し、このときの背面剥離強度(N/19mm:対No.31B)を測定する。後述の実施例においても同様の方法が採用される。なお、日東電工社製の「No.31B」は、ポリエステルフィルム基材付きアクリル系片面粘着テープであり、基材厚は凡そ25μm、総厚は凡そ53μmであり、180°剥離強度は凡そ5.5N/19mmである。上記180°剥離強度は、JIS Z 0237:2009に準じて、SUS304ステンレス鋼板を被着体とし、23℃の測定環境下において2kgのローラを1往復させて上記被着体に圧着してから30分後に引張速度300mm/分の条件で180°方向に剥離したときの剥離強度である。
さらに、ここに開示されるトップコート層表面は、動摩擦係数が0.40以下であることによって特徴づけられる(特性(C))。特性(C)を満足することにより、水に対する摩擦力が低減され、水洗時等におけるトップコート層表面の印字の脱落が防止または抑制される。上記動摩擦係数は、好ましくは0.35以下、より好ましくは0.30以下である。上記動摩擦係数を満足するトップコート層は、耐スクラッチ性にも優れる傾向がある。上記動摩擦係数の下限値は理想的には0であるが、実用上、通常は凡そ0.10以上であり、例えば0.15以上である。ここに開示される技術では、上記動摩擦係数は0.20以上、さらには0.25以上であってもよい。
上記動摩擦係数は、次の方法で測定される。すなわち、平滑なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)を幅70mm、長さ100mmのサイズにカットし、アクリル板(三菱レイヨン社製、商品名「アクリライト」、厚さ2mm、幅70mm、長さ100mm)に貼り合わせて試験片を用意する。PETフィルムのアクリル板への貼り付けは、平滑な基材レス粘着テープにより行う。測定対象であるトップコート層付きフィルム(幅150mm×長さ200mm)を、トップコート層側を上にして水平に保持し、上記で用意した試験片の背面(PETフィルム側表面)を下にして上記トップコート層付きフィルム上に置き、その試験片の上に荷重1.5kgを載せる。この荷重を載せた試験片を、伸縮性のない糸を用いて引張試験機に取り付け、測定温度25℃において引張速度300mm/分、引張距離50mmの条件で上記試験片を水平に引っ張り、該試験片にかかる動摩擦力(N)の平均値(n=3)を求め、動摩擦係数μdを下式より算出する。
動摩擦係数μd=Fd/Fp
上式中、Fdは動摩擦力(N)であり、Fpは法線力(14.7N)である。
後述の実施例においても同様の方法が採用される。
動摩擦係数μd=Fd/Fp
上式中、Fdは動摩擦力(N)であり、Fpは法線力(14.7N)である。
後述の実施例においても同様の方法が採用される。
また、好ましい一態様に係るトップコート層の表面抵抗率は、1.0×1012Ω/□以下である。表面抵抗率を1.0×1012Ω/□以下とすることで、フィルム剥離時の帯電を防止または抑制することができる。上記表面抵抗率は、より好ましくは1.0×1012Ω/□未満、さらに好ましくは5.0×1011Ω/□未満、特に好ましくは1.0×1011Ω/□未満である。上記の表面抵抗率を示すトップコート層付きフィルムは、例えば、液晶セルや半導体装置等のように静電気を嫌う物品の加工または搬送過程等において使用される表面保護フィルムに好適に利用され得る。上記表面抵抗率の下限は特に限定されず、通常は5×106Ω/□以上、例えば107Ω/□以上である。
上記表面抵抗率は、次の方法で測定される。すなわち、温度23℃、50%RHの雰囲気下、抵抗率計(三菱化学アナリティック社製、商品名「ハイレスタUP MCP−HT450型」)を用い、JIS K 6911に準じて、印加電圧10V,印加時間30秒の条件で表面抵抗率を測定する。表面抵抗率(Ω/□)は、トップコート層の塗工直後(初期)、および23℃×50%RH環境下で紫外線照射(UV照射)し静置した後の各条件下における測定値をいうものとする。UV照射条件は、メタルハライドランプ使用、照度90mW/cm2、積算光量3000mJ/cm2とする。照度と積算光量は紫外線照度計(アイグラフィックス社製、商品名「EYE UVMETER UVPF―A1」,Headsensor「PD−365」)を用いて計測される。後述の実施例においても同様の方法が採用される。
<フィルム基材>
ここに開示されるトップコート層付きフィルムの支持体として用いられるフィルム基材としては、樹脂フィルムを好ましく採用することができる。かかる樹脂フィルムは、各種の樹脂材料をフィルム形状に成形したものであり得る。上記樹脂材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性等のうち、1または2以上の特性に優れた樹脂フィルムを構成し得るものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース類;ポリカーボネート類;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー類;等を主成分(すなわち、50質量%よりも多く含まれる成分)とする樹脂材料から構成された透明(着色透明を包含する意味である。)な樹脂フィルムを、上記フィルム基材として好ましく用いることができる。上記樹脂フィルムを構成する樹脂材料の他の例としては、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のスチレン類;オレフィン類、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体等;ポリ塩化ビニル類;ナイロン6、ナイロン6,6、芳香族ポリアミド等のポリアミド類;等を主成分とするものが挙げられる。あるいは、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリビニルアルコール類、ポリ塩化ビニリデン類、ポリビニルブチラール類、ポリアリレート類、ポリオキシメチレン類、エポキシ類、等を主成分とする樹脂材料から構成された樹脂フィルムをフィルム基材に用いてもよい。上記樹脂フィルムを構成する樹脂材料は、これらの2種以上のブレンド物であり得る。
ここに開示されるトップコート層付きフィルムの支持体として用いられるフィルム基材としては、樹脂フィルムを好ましく採用することができる。かかる樹脂フィルムは、各種の樹脂材料をフィルム形状に成形したものであり得る。上記樹脂材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性等のうち、1または2以上の特性に優れた樹脂フィルムを構成し得るものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース類;ポリカーボネート類;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー類;等を主成分(すなわち、50質量%よりも多く含まれる成分)とする樹脂材料から構成された透明(着色透明を包含する意味である。)な樹脂フィルムを、上記フィルム基材として好ましく用いることができる。上記樹脂フィルムを構成する樹脂材料の他の例としては、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のスチレン類;オレフィン類、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体等;ポリ塩化ビニル類;ナイロン6、ナイロン6,6、芳香族ポリアミド等のポリアミド類;等を主成分とするものが挙げられる。あるいは、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリビニルアルコール類、ポリ塩化ビニリデン類、ポリビニルブチラール類、ポリアリレート類、ポリオキシメチレン類、エポキシ類、等を主成分とする樹脂材料から構成された樹脂フィルムをフィルム基材に用いてもよい。上記樹脂フィルムを構成する樹脂材料は、これらの2種以上のブレンド物であり得る。
上記フィルム基材用の樹脂フィルムとしては、透明性を有し、かつその光学特性(位相差等)の異方性が少ないものが好ましく採用される。一般に、上記異方性は少ないほど好ましい。特に、光学部品用表面保護フィルムのフィルム基材に用いられる樹脂フィルムにおいては、該樹脂フィルムの光学的異方性を少なくすることが有意義である。上記樹脂フィルムは、単層構造であってもよく、組成の異なる複数の層が積層された構造であってもよい。通常は、単層構造の樹脂フィルムが好ましく採用され得る。
上記樹脂フィルムの屈折率は、外観特性の観点から、通常は1.43〜1.6程度の範囲にあることが適当であり、1.45〜1.5程度の範囲にあることが好ましい。上記屈折率の値としては、メーカー公証値を採用することができる。公証値のない場合には、JIS K 7142 A法により測定された値を採用することができる。また、上記樹脂フィルムは、可視光波長領域における全光線透過率が凡そ70%以上の透明性を有することが好ましい。上記全光線透過率が80%以上(例えば85%以上)である透明樹脂フィルムがより好ましい。また、上記全光線透過率の上限は理想的には100%であるが、99%以下程度(典型的には97%以下、例えば95%以下)の全光線透過率を有するものであれば、実用上、透明樹脂フィルムとして好ましく利用され得る。上記全光線透過率の値としては、メーカー公証値を採用することができる。公証値のない場合には、JIS K 7361−1に準拠して測定された値を採用することができる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、上記フィルム基材として、ポリエステルを主成分(50質量%よりも多く含まれる成分)とする樹脂(ポリエステル樹脂)がフィルム状に成形された樹脂フィルム(ポリエステル樹脂フィルム)を用いる。例えば、上記ポリエステルが主としてPETである樹脂フィルム(PETフィルム)、主としてPENである樹脂フィルム(PENフィルム)等を好ましく採用し得る。
上記フィルム基材を構成する樹脂材料には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止成分、可塑剤、着色剤(顔料、染料等)等の各種添加剤が配合されていてもよい。フィルム基材の第一面(背面、すなわちトップコート層が設けられる側の表面)には、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、酸処理、アルカリ処理、下塗り剤の塗布等の、公知または慣用の表面処理が施されていてもよい。このような表面処理は、例えば、フィルム基材背面とトップコート層との密着性を高めるための処理であり得る。フィルム基材背面にヒドロキシル基(−OH基)等の極性基が導入されるような表面処理を好ましく採用し得る。また、ここに開示される表面保護フィルムにおいて、フィルム基材の第二面(前面、すなわち粘着剤層が形成される側の表面)には、上記背面と同様の表面処理が施されていてもよい。かかる表面処理は、フィルム基材(支持体)と粘着剤層との密着性(粘着剤層の投錨性)を高めるための処理であり得る。
また、上記フィルム基材の厚さは、表面保護フィルムの用途、目的、使用形態等を考慮して適宜選択することができる。強度や取扱性等の作業性から、通常は、厚さ凡そ10μm以上のフィルム基材が適当であり、好ましくは凡そ15μm以上、より好ましくは凡そ20μm以上、さらに好ましくは30μm以上(例えば35μm以上)である。またフィルム基材の厚さは、コストや外観検査性等の観点から、通常は、凡そ200μm以下が適当であり、好ましくは凡そ150μm以下、より好ましくは凡そ100μm以下、さらに好ましくは凡そ75μm以下(例えば50μm以下)である。
<トップコート層>
トップコート層は、典型的には樹脂から形成される。トップコート層を構成する樹脂は、印字性、印字耐水性を有することが可能な樹脂材料から選択される。そのような樹脂は、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂等の、各種のタイプの樹脂であり得る。選択使用される樹脂は、さらに、耐スクラッチ性に優れ、十分な強度を有する層を形成可能であり、かつ光線透過性に優れた樹脂であることがより好ましい。
トップコート層は、典型的には樹脂から形成される。トップコート層を構成する樹脂は、印字性、印字耐水性を有することが可能な樹脂材料から選択される。そのような樹脂は、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂等の、各種のタイプの樹脂であり得る。選択使用される樹脂は、さらに、耐スクラッチ性に優れ、十分な強度を有する層を形成可能であり、かつ光線透過性に優れた樹脂であることがより好ましい。
熱硬化型樹脂の具体例としては、ポリシロキサン系、ポリシラザン系、ポリウレタン系、アクリル−ウレタン系、アクリル−スチレン系、フッ素樹脂系、アクリルシリコン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系等をベース樹脂とするものが挙げられる。これらのうち、ポリウレタン系、アクリル−ウレタン系、アクリル−スチレン系等の熱硬化型樹脂は、高い弾性を有し、耐スクラッチ性に優れた層を形成しやすいという点で好ましい。また、ポリシロキサン系、ポリシラザン系等の熱硬化型樹脂は、高硬度の層を形成しやすいという点で好ましい。また、フッ素樹脂系の熱硬化型樹脂は、分子構造中に滑り成分を含有し、ここに開示される好ましい摩擦係数を有する層を形成しやすいという点で好ましい。
紫外線硬化型樹脂の具体例としては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン系、エポキシ系等の各種の樹脂の、モノマー、オリゴマー、ポリマーおよびこれらの混合物が挙げられる。紫外線硬化性がよく高硬度の層を形成しやすいことから、紫外線重合性の官能基を一分子中に2個以上(より好ましくは3個以上、例えば3〜6個程度)有する多官能モノマーおよび/またはそのオリゴマーを含む紫外線硬化型樹脂を好ましく採用し得る。上記多官能モノマーとしては、多官能アクリレート、多官能メタアクリレート等のアクリル系モノマーを好ましく用いることができる。なお、フィルム基材との密着性の観点からは、紫外線硬化型樹脂よりも熱硬化型樹脂を用いることが有利である。
(バインダ)
好ましい一態様に係るトップコート層は、バインダ(バインダ樹脂)としてのポリエステル樹脂(ポリエステル系バインダともいう。)を含む。本明細書中において、トップコート層における「バインダ」とは、該トップコート層の成膜に寄与する基本成分をいう。また、「ポリエステル樹脂」とは、ポリエステル(モノマー間のエステル結合により形成された主鎖を有するポリマーをいう。)を主成分(典型的には、50質量%よりも多く含まれる成分)とする樹脂をいう。上記ポリエステル樹脂は、ポリエステルを主成分(典型的には50質量%超、好ましくは75質量%以上、例えば90質量%以上を占める成分)として含む樹脂材料である。上記ポリエステルは、典型的には、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸類(典型的にはジカルボン酸類)およびその誘導体(当該多価カルボン酸の無水物、エステル化物、ハロゲン化物等)から選択される1種または2種以上の化合物(多価カルボン酸成分)と、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコール類(典型的にはジオール類)から選択される1種または2種以上の化合物(多価アルコール成分)とが縮合した構造を有する。
好ましい一態様に係るトップコート層は、バインダ(バインダ樹脂)としてのポリエステル樹脂(ポリエステル系バインダともいう。)を含む。本明細書中において、トップコート層における「バインダ」とは、該トップコート層の成膜に寄与する基本成分をいう。また、「ポリエステル樹脂」とは、ポリエステル(モノマー間のエステル結合により形成された主鎖を有するポリマーをいう。)を主成分(典型的には、50質量%よりも多く含まれる成分)とする樹脂をいう。上記ポリエステル樹脂は、ポリエステルを主成分(典型的には50質量%超、好ましくは75質量%以上、例えば90質量%以上を占める成分)として含む樹脂材料である。上記ポリエステルは、典型的には、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸類(典型的にはジカルボン酸類)およびその誘導体(当該多価カルボン酸の無水物、エステル化物、ハロゲン化物等)から選択される1種または2種以上の化合物(多価カルボン酸成分)と、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコール類(典型的にはジオール類)から選択される1種または2種以上の化合物(多価アルコール成分)とが縮合した構造を有する。
上記多価カルボン酸成分として採用し得る化合物の例としては、シュウ酸、マロン酸、ジフルオロマロン酸、アルキルマロン酸、コハク酸、テトラフルオロコハク酸、アルキルコハク酸、(±)−リンゴ酸、meso−酒石酸、イタコン酸、マレイン酸、メチルマレイン酸、フマル酸、メチルフマル酸、アセチレンジカルボン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、メチルグルタル酸、グルタコン酸、アジピン酸、ジチオアジピン酸、メチルアジピン酸、ジメチルアジピン酸、テトラメチルアジピン酸、メチレンアジピン酸、ムコン酸、ガラクタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、パーフルオロスベリン酸、3,3,6,6−テトラメチルスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、パーフルオロセバシン酸、ブラシル酸、ドデシルジカルボン酸、トリデシルジカルボン酸、テトラデシルジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸類;シクロアルキルジカルボン酸(例えば、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸)、1,4−(2−ノルボルネン)ジカルボン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸(ハイミック酸)、アダマンタンジカルボン酸、スピロヘプタンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸類;フタル酸、イソフタル酸、ジチオイソフタル酸、メチルイソフタル酸、ジメチルイソフタル酸、クロロイソフタル酸、ジクロロイソフタル酸、テレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフタル酸、クロロテレフタル酸、ブロモテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オキソフルオレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニレンジカルボン酸、ジメチルビフェニレンジカルボン酸、4,4”−p−テレフェニレンジカルボン酸、4,4”−p−クワレルフェニルジカルボン酸、ビベンジルジカルボン酸、アゾベンゼンジカルボン酸、ホモフタル酸、フェニレン二酢酸、フェニレンジプロピオン酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレンジプロピオン酸、ビフェニル二酢酸、ビフェニルジプロピオン酸、3,3'−[4,4’−(メチレンジ−p−ビフェニレン)ジプロピオン酸、4,4’−ビベンジル二酢酸、3,3’(4,4’−ビベンジル)ジプロピオン酸、オキシジ−p−フェニレン二酢酸等の芳香族ジカルボン酸類;上述したいずれかの多価カルボン酸の酸無水物;上述したいずれかの多価カルボン酸のエステル(例えばアルキルエステル。モノエステル、ジエステル等であり得る。);上述したいずれかの多価カルボン酸に対応する酸ハロゲン化物(例えばジカルボン酸クロリド);等が挙げられる。
上記多価カルボン酸成分として採用し得る化合物の好適例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類およびその酸無水物;アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、ハイミック酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸類およびその酸無水物;ならびに上記ジカルボン酸類の低級アルキルエステル(例えば、炭素原子数1〜3のモノアルコールとのエステル)等が挙げられる。
一方、上記多価アルコール成分として採用し得る化合物の例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、キシリレングリコール、水添ビスフェノールA、ビスフェノールA等のジオール類が挙げられる。他の例として、これらの化合物のアルキレンオキサイド付加物(例えば、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。
より好ましい一態様では、上記ポリエステル樹脂が水分散性ポリエステルを含む(典型的には、該水分散性ポリエステルを主成分として含む)。かかる水分散性ポリエステルは、例えば、ポリマー中に親水性官能基(例えば、スルホン酸金属塩基、カルボキシル基、エーテル基、リン酸基等の親水性官能基等のうち1種または2種以上)を導入することにより水分散性を高めたポリエステルであり得る。ポリマー中に親水性官能基を導入する手法としては、親水性官能基を有する化合物を共重合させる方法、ポリエステルまたはその前駆体(例えば、多価カルボン酸成分、多価アルコール成分、それらのオリゴマー等)を変性して親水性官能基を生じさせる方法等の公知の手法を適宜採用することができる。好ましい水分散性ポリエステルの一例として、親水性官能基を有する化合物が共重合されたポリエステル(共重合ポリエステル)が挙げられる。
ここに開示される技術において、トップコート層のバインダとして用いられるポリエステル樹脂は、飽和ポリエステルを主成分とするものであってもよく、不飽和ポリエステルを主成分とするものであってもよい。ここに開示される技術の好ましい一態様では、上記ポリエステル樹脂の主成分が飽和ポリエステルである。水分散性が付与された飽和ポリエステル(例えば、飽和共重合ポリエステル)を主成分とするポリエステル樹脂を好ましく採用し得る。
このようなポリエステル樹脂(水分散液の形態に調製されたものであり得る。)は、公知の方法により合成することができ、あるいは市販品を容易に入手することができる。
このようなポリエステル樹脂(水分散液の形態に調製されたものであり得る。)は、公知の方法により合成することができ、あるいは市販品を容易に入手することができる。
上記ポリエステル樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)として、例えば凡そ0.5×104以上(好ましくは凡そ1×104以上)であり得る。上記Mwは、凡そ15×104以下(好ましくは凡そ6×104以下)であり得る。また、上記ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば0℃以上(好ましくは10℃以上)であり得る。また上記Tgは、例えば100℃以下(好ましくは80℃以下)であり得る。
上記トップコート層は、バインダとして、ポリエステル樹脂以外の樹脂(例えば、アクリル樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、アクリル−スチレン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、シリコーン樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂等から選択される1種または2種以上の樹脂)を含有し得る。また、上記樹脂は、ポリエステル樹脂と併用することもできる。トップコート層付きフィルムの性能(印字耐水性その他の性能(例えば透明性、耐スクラッチ性、帯電防止性等))を考慮して、特に好ましい一態様に係るトップコート層のバインダは、実質的にポリエステル樹脂のみからなる。例えば、該バインダに占めるポリエステル樹脂の割合が98〜100質量%であるトップコート層が好ましい。
トップコート層全体に占めるバインダの割合は、例えば30質量%以上とすることができ、通常は40質量%以上(例えば45質量%以上)とすることが適当である。また、上記バインダの割合は、印字耐水性、帯電防止性等を考慮して、80質量%未満とすることが適当であり、好ましくは70質量%未満、より好ましくは60質量%未満(例えば50質量%未満、さらには45質量%未満)である。
(滑り剤)
好ましい一態様では、トップコート層は滑り剤を含む。本明細書中において、「滑り剤」とは、トップコート層に含有されることによって該トップコート層の滑り性を向上させる作用を発揮し得る成分をいう。トップコート層の滑り性が向上したことは、例えば、該トップコート層の摩擦係数が低下したことにより把握され得る。ここに開示される技術では、滑り剤として、脂肪酸とアルコールとのエステル(以下「脂肪酸エステル」ともいう。)が好ましく使用される。脂肪酸は、好ましくは炭素原子数が8以上(典型的には10以上、より好ましくは10以上40以下)のカルボン酸(典型的には一価のカルボン酸)である。また、アルコールは、好ましくは炭素原子数が6以上(典型的には10以上、より好ましくは10以上40以下)のアルコール(典型的には一価または二価のアルコール。好ましくは一価のアルコール)である。このような脂肪酸エステルと上記バインダ(ポリエステル樹脂)とを組み合わせて含む組成のトップコート層は、耐スクラッチ性、印字性に優れるだけでなく、印字耐水性を好ましく実現することができる。
好ましい一態様では、トップコート層は滑り剤を含む。本明細書中において、「滑り剤」とは、トップコート層に含有されることによって該トップコート層の滑り性を向上させる作用を発揮し得る成分をいう。トップコート層の滑り性が向上したことは、例えば、該トップコート層の摩擦係数が低下したことにより把握され得る。ここに開示される技術では、滑り剤として、脂肪酸とアルコールとのエステル(以下「脂肪酸エステル」ともいう。)が好ましく使用される。脂肪酸は、好ましくは炭素原子数が8以上(典型的には10以上、より好ましくは10以上40以下)のカルボン酸(典型的には一価のカルボン酸)である。また、アルコールは、好ましくは炭素原子数が6以上(典型的には10以上、より好ましくは10以上40以下)のアルコール(典型的には一価または二価のアルコール。好ましくは一価のアルコール)である。このような脂肪酸エステルと上記バインダ(ポリエステル樹脂)とを組み合わせて含む組成のトップコート層は、耐スクラッチ性、印字性に優れるだけでなく、印字耐水性を好ましく実現することができる。
上記脂肪酸エステルとしては、下記一般式(W)で表わされる化合物の1種または2種以上を好ましく採用し得る。
X−COO−Y (W)
ここで、上記式(W)中のXおよびYは、それぞれ独立に、炭素原子数10〜40(より好ましくは10〜35、さらに好ましくは14〜35、例えば20〜32)の炭化水素基から選択され得る。上記炭素原子数が小さすぎると、トップコート層に滑り性を付与する効果が不足しがちとなることがあり得る。上記炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよい。通常は飽和炭化水素基であることが好ましい。また、該炭化水素基は、芳香族の環を含む構造であってもよく、かかる芳香環を含まない構造(脂肪族性炭化水素基)であってもよい。また、脂肪族性の環を含む構造の炭化水素基(脂環式炭化水素基)であってもよく、鎖状(直鎖状および分岐鎖状を包含する意味である。)の炭化水素基であってもよい。
X−COO−Y (W)
ここで、上記式(W)中のXおよびYは、それぞれ独立に、炭素原子数10〜40(より好ましくは10〜35、さらに好ましくは14〜35、例えば20〜32)の炭化水素基から選択され得る。上記炭素原子数が小さすぎると、トップコート層に滑り性を付与する効果が不足しがちとなることがあり得る。上記炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよい。通常は飽和炭化水素基であることが好ましい。また、該炭化水素基は、芳香族の環を含む構造であってもよく、かかる芳香環を含まない構造(脂肪族性炭化水素基)であってもよい。また、脂肪族性の環を含む構造の炭化水素基(脂環式炭化水素基)であってもよく、鎖状(直鎖状および分岐鎖状を包含する意味である。)の炭化水素基であってもよい。
ここに開示される技術における好ましい脂肪酸エステルとして、上記式(W)におけるXおよびYが、それぞれ独立に、炭素原子数10〜40の鎖状アルキル基(より好ましくは直鎖状アルキル基)である化合物が例示される。かかる化合物の具体例としては、セロチン酸ミリシル(CH3(CH2)24COO(CH2)29CH3)、パルミチン酸ミリシル(CH3(CH2)14COO(CH2)29CH3)、パルミチン酸セチル(CH3(CH2)14COO(CH2)15CH3)、ステアリル酸ステアリル(CH3(CH2)16COO(CH2)17CH3)等が挙げられる。
上記脂肪酸エステルは、融点が50℃以上(より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上、例えば75℃以上)であることが好ましい。かかる脂肪酸エステルによると、優れた印字性が実現され得る。また、上記脂肪酸エステルは、融点が100℃以下であることが好ましい。かかる脂肪酸エステルは、滑り性を付与する効果が高いので、より耐スクラッチ性の高いトップコート層を形成することができる。また、印字耐水性も向上され得る。上記脂肪酸エステルの融点が100℃以下であることは、該脂肪酸エステルの水分散液を調製しやすいという点からも好ましい。例えば、セロチン酸ミリシルを好ましく採用し得る。
上記トップコート層の原料としては、脂肪酸エステルを含有する天然ワックスを利用することができる。かかる天然ワックスとしては、不揮発分(NV)基準で、上記脂肪酸スエステルの含有割合(2種以上の脂肪酸エステルを含む場合にはそれらの含有割合の合計)が50質量%よりも多い(より好ましくは65質量%以上、例えば75質量%以上である)ものを好ましく採用し得る。例えば、カルナバワックス(一般に、セロチン酸ミリシルを60質量%以上、好ましくは70質量%以上、典型的には80質量%以上の割合で含む。)、パームワックス等の植物性ワックス;蜜ロウ、鯨ロウ等の動物性ワックス;等の天然ワックスを用いることができる。使用する天然ワックスの融点は、通常、50℃以上(より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上、例えば75℃以上)であることが好ましい。また、上記トップコート層の原料としては、化学的に合成された脂肪酸エステルを用いてもよく、天然ワックスを精製して該脂肪酸エステルの純度を高めたものを用いてもよい。これらの原料は、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。
また、ここに開示されるトップコート層は、脂肪酸エステルとは異なる他の滑り剤を含む態様で実施され得る。かかる他の滑り剤の例としては、石油系ワックス(パラフィンワックス等)、鉱物系ワックス(モンタンワックス等)、高級脂肪酸(セロチン酸等)、中性脂肪(パルミチン酸トリグリセリド等)のような、脂肪酸エステル以外の各種ワックスが挙げられる。あるいは、一般的なシリコーン系滑剤、フッ素系滑剤等を含有させてもよい。ここに開示される技術では、滑り剤として、脂肪酸エステルと他の滑り剤とを併用することもできるが、他の滑り剤(シリコーン系滑剤、フッ素系滑剤等)を実質的に含有しない態様(例えば、これらの合計含有量がトップコート層全体の0.01質量%以下、もしくは検出限界以下である態様)で好ましく実施され得る。ただし、ここに開示される技術の適用効果を大きく損なわない限度において、滑剤とは別の目的で(例えば、後述するトップコート層形成用コーティング材の消泡剤として)用いられるシリコーン系化合物の含有を排除するものではない。
滑り剤(典型的には脂肪酸エステル)の添加量は、インクとの密着性を高めて印字耐水性を向上する観点からは、トップコート層を構成する樹脂成分(典型的にはバインダ。任意に導電性ポリマーを含む。)100質量部当たり凡そ50質量部以下とすることが適当であり、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下、さらに好ましくは25質量部以下(典型的には20質量部以下)である。滑り剤の添加量を制限することで、高い光透過性も維持しやすい。また、動摩擦係数を低下させ、かつ撥水性を高めて印字耐水性を向上する観点からは、滑り剤(典型的には脂肪酸エステル)の添加量は、トップコート層を構成する樹脂成分100質量部当たり5質量部以上とすることが適当であり、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上である。
ここに開示される技術におけるトップコート層は、必要に応じて、帯電防止成分、架橋剤、酸化防止剤、着色剤(顔料、染料等)、流動性調整剤(チクソトロピー剤、増粘剤等)、造膜助剤、界面活性剤(消泡剤、分散剤等)、防腐剤等の添加剤を含有し得る。
(帯電防止成分)
ここに開示される技術は、トップコート層が帯電防止成分を含有する態様で好ましく実施され得る。上記帯電防止成分は、トップコート層付きフィルム、ひいては表面保護フィルムの帯電を防止または抑制する作用を発揮し得る成分である。トップコート層に帯電防止成分を含有させる場合、その帯電防止成分としては、例えば、有機または無機の導電性物質、各種の帯電防止剤等を用いることができる。
ここに開示される技術は、トップコート層が帯電防止成分を含有する態様で好ましく実施され得る。上記帯電防止成分は、トップコート層付きフィルム、ひいては表面保護フィルムの帯電を防止または抑制する作用を発揮し得る成分である。トップコート層に帯電防止成分を含有させる場合、その帯電防止成分としては、例えば、有機または無機の導電性物質、各種の帯電防止剤等を用いることができる。
上記有機導電性物質としては、4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1アミノ基、第2アミノ基、第3アミノ基等のカチオン性官能基を有するカチオン型帯電防止剤;スルホン酸塩や硫酸エステル塩、ホスホン酸塩、リン酸エステル塩等のアニオン性官能基を有するアニオン型帯電防止剤;アルキルベタインおよびその誘導体、イミダゾリンおよびその誘導体、アラニンおよびその誘導体等の両性イオン型帯電防止剤;アミノアルコールおよびその誘導体、グリセリンおよびその誘導体、ポリエチレングリコールおよびその誘導体等のノニオン型帯電防止剤;上記カチオン型、アニオン型、両性イオン型のイオン導電性基(例えば、4級アンモニウム塩基)を有するモノマーを重合もしくは共重合して得られたイオン導電性重合体;ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンイミン、アリルアミン系重合体等の導電性ポリマー;が挙げられる。このような帯電防止剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記無機導電性物質の例としては、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化亜鉛、インジウム、錫、アンチモン、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、鉄、コバルト、ヨウ化銅、ITO(酸化インジウム/酸化錫)、ATO(酸化アンチモン/酸化錫)等が挙げられる。このような無機導電性物質は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記帯電防止剤の例としては、カチオン型帯電防止剤、アニオン型帯電防止剤、両性イオン型帯電防止剤、ノニオン型帯電防止剤、上記カチオン型、アニオン型、両性イオン型のイオン導電性基を有する単量体を重合もしくは共重合して得られたイオン導電性重合体、等が挙げられる。
好ましい一態様では、上記トップコート層に用いられる帯電防止成分が有機導電性物質を含む。上記有機導電性物質としては、各種の導電性ポリマーを好ましく用いることができる。かかる構成によると、良好な帯電防止性と高い耐スクラッチ性とを両立させやすい。導電性ポリマーの例としては、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンイミン、アリルアミン系重合体等が挙げられる。このような導電性ポリマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、他の帯電防止成分(無機導電性物質、帯電防止剤等)と組み合わせて用いてもよい。
ここに開示される技術において好ましく採用し得る導電性ポリマーとして、ポリチオフェンおよびポリアニリンが例示される。ポリチオフェンとしては、ポリスチレン換算のMwが40×104以下であるものが好ましく、30×104以下がより好ましい。ポリアニリンとしては、Mwが50×104以下であるものが好ましく、30×104以下がより好ましい。また、これら導電性ポリマーのMwは、通常は0.1×104以上であることが好ましく、より好ましくは0.5×104以上である。なお、本明細書中においてポリチオフェンとは、無置換または置換チオフェンの重合体をいう。ここに開示される技術における置換チオフェン重合体の一好適例として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が挙げられる。
有機導電性物質(典型的には導電性ポリマー)の使用量は、帯電防止の観点から、トップコート層に含まれるバインダ100質量部に対して、凡そ10質量部以上とすることができ、通常は25質量部以上とすることが適当であり、好ましくは40質量部以上(例えば50質量部以上)である。帯電防止性を重視する場合、有機導電性物質(典型的には導電性ポリマー)の使用量を、バインダ100質量部に対して70質量部以上(例えば90質量部以上)としてもよい。トップコート層における有機導電性物質(典型的には導電性ポリマー)の相溶性、ひいては該相溶性低下による特性変化を考慮すると、有機導電性物質(典型的には導電性ポリマー)の使用量は、バインダ100質量部に対して200質量部以下(例えば150質量部以下)とすることが適当であり、好ましくは120質量部以下(例えば100質量部以下)である。有機導電性物質(典型的には導電性ポリマー)の使用量を、バインダ100質量部に対して80質量部以下(例えば60質量部以下)とすることも可能である。
無機導電性物質の使用量は、トップコート層を構成する樹脂成分100質量部に対して例えば凡そ5質量部以上とすることができ、通常は10質量部以上(例えば100質量部以上)とすることが適当であり、またその上限は、凡そ500質量部以下とすることが適当である。
トップコート層を形成する方法として、トップコート層形成用のコーティング材をフィルム基材に塗布して乾燥または硬化させる方法を採用する場合、該コーティング材の調製に用いる導電性ポリマーとしては、該導電性ポリマーが水に溶解または分散した形態のもの(導電性ポリマー水溶液)を好ましく使用し得る。かかる導電性ポリマー水溶液は、例えば、親水性官能基を有する導電性ポリマー(分子内に親水性官能基を有するモノマーを共重合させる等の手法により合成され得る。)を水に溶解または分散させることにより調製することができる。上記親水性官能基としては、スルホ基、アミノ基、アミド基、イミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、ヒドラジノ基、カルボキシル基、四級アンモニウム基、硫酸エステル基(−O−SO3H)、リン酸エステル基(例えば−O−PO(OH)2)等が例示される。かかる親水性官能基は塩を形成していてもよい。ポリチオフェン水溶液の市販品としては、ナガセケムテック社製の商品名「デナトロン」シリーズが例示される。また、ポリアニリンスルホン酸水溶液の市販品としては、三菱レイヨン社製の商品名「aqua−PASS」が例示される。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、上記コーティング材の調製にポリチオフェン水溶液を使用する。ポリスチレンスルホネート(PSS)を含むポリチオフェン水溶液(ポリチオフェンにPSSがドーパントとして添加された形態であり得る。)の使用が好ましい。かかる水溶液は、ポリチオフェン:PSSを1:1〜1:10の質量比で含有するものであり得る。上記水溶液におけるポリチオフェンとPSSとの合計含有量は、例えば1〜5質量%程度であり得る。このようなポリチオフェン水溶液の市販品としては、H.C.Stark社の商品名「ベイトロン(Baytron)」が例示される。
なお、上記のようにPSSを含むポリチオフェン水溶液を用いる場合には、ポリチオフェンとPSSとの合計量を、バインダ100質量部に対して5質量部以上(通常は10質量部以上、例えば25質量部以上)とすることが適当であり、好ましくは40質量部以上(例えば50質量部以上)である。また、上記ポリチオフェンとPSSとの合計量は、バインダ100質量部に対して200質量部以下することが適当であり、好ましくは120質量部以下(例えば100質量部以下)であり、あるいは80質量部以下(例えば60質量部以下)としてもよい。
なお、上記のようにPSSを含むポリチオフェン水溶液を用いる場合には、ポリチオフェンとPSSとの合計量を、バインダ100質量部に対して5質量部以上(通常は10質量部以上、例えば25質量部以上)とすることが適当であり、好ましくは40質量部以上(例えば50質量部以上)である。また、上記ポリチオフェンとPSSとの合計量は、バインダ100質量部に対して200質量部以下することが適当であり、好ましくは120質量部以下(例えば100質量部以下)であり、あるいは80質量部以下(例えば60質量部以下)としてもよい。
ここに開示されるトップコート層は、必要に応じて、導電性ポリマーと、他の1種または2種以上の帯電防止成分(導電性ポリマー以外の有機導電性物質、無機導電性物質、帯電防止剤等)とをともに含んでもよい。好ましい一態様では、上記トップコート層が、導電性ポリマー以外の帯電防止成分を実質的に含有しない。すなわち、ここに開示される技術は、上記トップコート層に含まれる帯電防止成分が実質的に導電性ポリマーのみからなる態様で好ましく実施され得る。
(架橋剤)
ここに開示される技術の好ましい一態様では、トップコート層が架橋剤を含有する。架橋剤としては、一般的な樹脂の架橋に用いられるメラミン系、イソシアネート系、エポキシ系等の架橋剤を適宜選択して用いることができる。かかる架橋剤を用いることにより、耐スクラッチ性の向上、耐溶剤性の向上、印字密着性の向上、摩擦係数の低下(すなわち、滑り性の向上)、のうち少なくとも1つの効果が実現され得る。好ましい一態様では、上記架橋剤がメラミン系架橋剤を含む。架橋剤が実質的にメラミン系架橋剤のみからなる(すなわち、メラミン系架橋剤以外の架橋剤を実質的に含有しない)トップコート層であってもよい。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、トップコート層が架橋剤を含有する。架橋剤としては、一般的な樹脂の架橋に用いられるメラミン系、イソシアネート系、エポキシ系等の架橋剤を適宜選択して用いることができる。かかる架橋剤を用いることにより、耐スクラッチ性の向上、耐溶剤性の向上、印字密着性の向上、摩擦係数の低下(すなわち、滑り性の向上)、のうち少なくとも1つの効果が実現され得る。好ましい一態様では、上記架橋剤がメラミン系架橋剤を含む。架橋剤が実質的にメラミン系架橋剤のみからなる(すなわち、メラミン系架橋剤以外の架橋剤を実質的に含有しない)トップコート層であってもよい。
(トップコート層の形成方法)
上記トップコート層は、上記樹脂成分および必要に応じて使用される添加剤が適当な溶媒に分散または溶解した液状組成物(トップコート層形成用のコーティング材)をフィルム基材に付与することを含む手法によって好適に形成され得る。例えば、上記コーティング材をフィルム基材の第一面に塗布して乾燥させ、必要に応じて硬化処理(熱処理、紫外線処理等)を行う手法を好ましく採用し得る。上記コーティング材のNVは、例えば5質量%以下(典型的には0.05〜5質量%)とすることができ、通常は1質量%以下(典型的には0.10〜1質量%)とすることが適当である。厚さの小さいトップコート層を形成する場合には、上記コーティング材のNVを例えば0.05〜0.50質量%(例えば0.10〜0.30質量%)とすることが好ましい。このように低NVのコーティング材を用いることにより、より均一なトップコート層が形成され得る。
上記トップコート層は、上記樹脂成分および必要に応じて使用される添加剤が適当な溶媒に分散または溶解した液状組成物(トップコート層形成用のコーティング材)をフィルム基材に付与することを含む手法によって好適に形成され得る。例えば、上記コーティング材をフィルム基材の第一面に塗布して乾燥させ、必要に応じて硬化処理(熱処理、紫外線処理等)を行う手法を好ましく採用し得る。上記コーティング材のNVは、例えば5質量%以下(典型的には0.05〜5質量%)とすることができ、通常は1質量%以下(典型的には0.10〜1質量%)とすることが適当である。厚さの小さいトップコート層を形成する場合には、上記コーティング材のNVを例えば0.05〜0.50質量%(例えば0.10〜0.30質量%)とすることが好ましい。このように低NVのコーティング材を用いることにより、より均一なトップコート層が形成され得る。
上記トップコート層形成用コーティング材を構成する溶媒としては、トップコート層形成成分を安定して溶解または分散し得るものが好ましい。かかる溶媒は、有機溶剤、水、またはこれらの混合溶媒であり得る。上記有機溶剤としては、例えば、酢酸エチル等のエステル類;メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等の環状エーテル類;n−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環族炭化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等の脂肪族または脂環族アルコール類;アルキレングリコールモノアルキルエーテル(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル)、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル等のグリコールエーテル類;等から選択される1種または2種以上を用いることができる。好ましい一態様では、上記コーティング材の溶媒が、水または水を主成分とする混合溶媒(例えば、水とエタノールとの混合溶媒)である。
(トップコート層の厚さ)
ここに開示される技術におけるトップコート層の厚さは、10nmを超え、かつ50nm未満の範囲内である。トップコート層の厚さを10nm超とすることにより、上記トップコート層が有する特性(特性(A)〜(C)や帯電防止性)を好適に発現させ得る。また、所定以上の厚さとすることで、トップコート層の均一形成や外観ムラ防止が好ましく実現される。そのような観点から、トップコート層の厚さは、好ましくは12nm以上、より好ましくは14nm以上、さらに好ましくは15nm以上、特に好ましくは20nm以上(典型的には25nm以上、例えば30nm以上)である。また、トップコート層の厚さを50nm未満に抑制することにより、フィルム基材表面が有する外観品位を高レベルで反映することができる。上記のように厚さを制限することにより、トップコート層付きフィルム、ひいては表面保護フィルムは、良好な光学特性(全光線透過率やb*値)が得られやすい。カール防止性も改善される傾向がある。そのような観点から、トップコート層の厚さは、好ましくは48nm以下、より好ましくは46nm未満、さらに好ましくは44nm未満、特に好ましくは42nm未満(典型的には40nm以下、例えば35nm未満)である。
ここに開示される技術におけるトップコート層の厚さは、10nmを超え、かつ50nm未満の範囲内である。トップコート層の厚さを10nm超とすることにより、上記トップコート層が有する特性(特性(A)〜(C)や帯電防止性)を好適に発現させ得る。また、所定以上の厚さとすることで、トップコート層の均一形成や外観ムラ防止が好ましく実現される。そのような観点から、トップコート層の厚さは、好ましくは12nm以上、より好ましくは14nm以上、さらに好ましくは15nm以上、特に好ましくは20nm以上(典型的には25nm以上、例えば30nm以上)である。また、トップコート層の厚さを50nm未満に抑制することにより、フィルム基材表面が有する外観品位を高レベルで反映することができる。上記のように厚さを制限することにより、トップコート層付きフィルム、ひいては表面保護フィルムは、良好な光学特性(全光線透過率やb*値)が得られやすい。カール防止性も改善される傾向がある。そのような観点から、トップコート層の厚さは、好ましくは48nm以下、より好ましくは46nm未満、さらに好ましくは44nm未満、特に好ましくは42nm未満(典型的には40nm以下、例えば35nm未満)である。
上記トップコート層の厚さは、該トップコート層の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察することにより把握することができる。例えば、目的の試料(トップコート層が形成されたフィルム基材、該フィルム基材を備える表面保護フィルム等であり得る。)について、トップコート層を明瞭にする目的で重金属染色処理を行った後、樹脂包埋を行い、超薄切片法により試料断面のTEM観察を行って得られる結果を、ここに開示される技術におけるトップコート層の厚さとして好ましく採用することができる。TEMとしては、日立社製のTEM、型式「H−7650」等を用いることができる。後述する実施例では、加速電圧100kV、倍率60,000倍の条件で得られた断面画像について、二値化処理を行った後、視野内のサンプル長さでトップコートの断面積を除算することでトップコート層の厚さ(視野内の平均厚さ)を実測した。
なお、重金属染色を行わなくてもトップコート層を十分明瞭に観察し得る場合には、重金属染色処理を省略してもよい。あるいは、TEMにより把握される厚さと、各種の厚さ検出装置(例えば、表面粗さ計、干渉厚み計、赤外分光測定機、各種X線回折装置等)による検出結果との相関につき、検量線を作成して計算を行うことにより、トップコート層の厚さを求めてもよい。
なお、重金属染色を行わなくてもトップコート層を十分明瞭に観察し得る場合には、重金属染色処理を省略してもよい。あるいは、TEMにより把握される厚さと、各種の厚さ検出装置(例えば、表面粗さ計、干渉厚み計、赤外分光測定機、各種X線回折装置等)による検出結果との相関につき、検量線を作成して計算を行うことにより、トップコート層の厚さを求めてもよい。
ここに開示されるトップコート層付きフィルムは、その背面(トップコート層の表面)が、油性インキにより(例えば、油性マーキングペンを用いて)容易に印字できる性質(印字性)を有し、かつ印字されたインキが擦れや転着により取れにくい性質(印字密着性)を有する。例えば、溶剤がアルコール系であって顔料を含むタイプの油性インキに対して高い印字性、優れた印字密着性を有する。加えて、ここに開示される技術におけるトップコート層付きフィルムは、印字耐水性を有する。そのため、印字が水に曝される場合においても、印字の劣化、脱落が防止される。そのようなトップコート層付きフィルムは、表面保護フィルムに備えられた形態で、該表面保護フィルムを貼り付けた状態で行われる被着体(例えば光学部品)の加工や搬送等の過程において、保護対象たる被着体の識別番号等を上記表面保護フィルムに記載して表示するのに適している。また、それだけでなく、そのように被着体に貼り付けられた状態で、水洗など水に曝される使用形態に特に適したものであり得る。ここに開示されるトップコート層付きフィルムは、高レベルの外観品位を提供し得るので、高品位の外観が要求される表面保護フィルムに特に好ましく用いられ得る。
また、ここに開示される技術におけるトップコート層は、動摩擦係数が所定値以下であるので、該トップコート層の表面にさらなる剥離処理(例えば、シリコーン系剥離剤、長鎖アルキル系剥離剤等の公知の剥離処理剤を塗布して乾燥させる処理)を施さない態様においても、十分な滑り性を実現し得る。このようにトップコート層の表面にさらなる剥離処理が施されていない態様は、剥離処理剤に起因する白化を未然に防止し得る等の点でも好ましい。また、耐溶剤性の点からも有利である。
また、ここに開示される技術におけるトップコート層は、動摩擦係数が所定値以下であるので、該トップコート層の表面にさらなる剥離処理(例えば、シリコーン系剥離剤、長鎖アルキル系剥離剤等の公知の剥離処理剤を塗布して乾燥させる処理)を施さない態様においても、十分な滑り性を実現し得る。このようにトップコート層の表面にさらなる剥離処理が施されていない態様は、剥離処理剤に起因する白化を未然に防止し得る等の点でも好ましい。また、耐溶剤性の点からも有利である。
<粘着剤層>
ここに開示される表面保護フィルムは、トップコート層付きフィルムを構成するフィルム基材の第二面に粘着剤層を備える。上記粘着剤層は、表面保護フィルムに適した特性(例えば、被着体に対する粘着力が高すぎないこと、該粘着力の経時上昇が少ないこと、被着体を汚染しないこと、等のうち1または2以上の特性)を有することが好ましい。該粘着剤層を構成する粘着剤の種類は特に限定されない。例えば、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系、シリコーン系、ポリアミド系、フッ素系等の、公知の各種粘着剤から選択される1種または2種以上を含んで構成された粘着剤層であり得る。
ここに開示される表面保護フィルムは、トップコート層付きフィルムを構成するフィルム基材の第二面に粘着剤層を備える。上記粘着剤層は、表面保護フィルムに適した特性(例えば、被着体に対する粘着力が高すぎないこと、該粘着力の経時上昇が少ないこと、被着体を汚染しないこと、等のうち1または2以上の特性)を有することが好ましい。該粘着剤層を構成する粘着剤の種類は特に限定されない。例えば、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系、シリコーン系、ポリアミド系、フッ素系等の、公知の各種粘着剤から選択される1種または2種以上を含んで構成された粘着剤層であり得る。
(アクリル系粘着剤)
好ましい一態様では、上記粘着剤層を構成する粘着剤がアクリル系粘着剤を含む。例えば、上記粘着剤層がアクリル系粘着剤により構成されている表面保護フィルムが好ましい。一般にアクリル系粘着剤は透明性に優れるため、上記構成によると、より被着体表面の視認性に優れた表面保護フィルムが実現され得る。
以下、上記粘着剤層がアクリル系粘着剤により構成されている表面保護フィルムを主な例として、ここに開示される技術をより詳しく説明するが、上記粘着剤層をアクリル系粘着剤からなるものに限定する意図ではない。
なお、「アクリル系粘着剤」とは、アクリル系ポリマーをベースポリマー(該アクリル系粘着剤に含まれるポリマー成分のなかの主成分、すなわち50質量%よりも多く含まれる成分)とする粘着剤をいう。また、「アクリル系ポリマー」とは、1分子中に少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマー(以下、これを「アクリル系モノマー」ということがある。)を主構成単量体成分(モノマーの主成分、すなわちアクリル系ポリマーを構成するモノマーの総量のうち50質量%以上を占める成分)とするポリマーを指す。上記「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基を包括的に指す意味である。同様に、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートを包括的に指す意味である。
好ましい一態様では、上記粘着剤層を構成する粘着剤がアクリル系粘着剤を含む。例えば、上記粘着剤層がアクリル系粘着剤により構成されている表面保護フィルムが好ましい。一般にアクリル系粘着剤は透明性に優れるため、上記構成によると、より被着体表面の視認性に優れた表面保護フィルムが実現され得る。
以下、上記粘着剤層がアクリル系粘着剤により構成されている表面保護フィルムを主な例として、ここに開示される技術をより詳しく説明するが、上記粘着剤層をアクリル系粘着剤からなるものに限定する意図ではない。
なお、「アクリル系粘着剤」とは、アクリル系ポリマーをベースポリマー(該アクリル系粘着剤に含まれるポリマー成分のなかの主成分、すなわち50質量%よりも多く含まれる成分)とする粘着剤をいう。また、「アクリル系ポリマー」とは、1分子中に少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマー(以下、これを「アクリル系モノマー」ということがある。)を主構成単量体成分(モノマーの主成分、すなわちアクリル系ポリマーを構成するモノマーの総量のうち50質量%以上を占める成分)とするポリマーを指す。上記「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基を包括的に指す意味である。同様に、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートを包括的に指す意味である。
(アクリル系ポリマー)
上記アクリル系粘着剤のベースポリマーたるアクリル系ポリマーは、典型的には、アルキル(メタ)アクリレートを主構成単量体成分とするポリマーである。上記アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、下記式(1)で表される化合物を好適に用いることができる。
CH2=C(R1)COOR2 (1)
ここで、上記式(1)中のR1は、水素原子またはメチル基である。R2は、炭素原子数1〜20のアルキル基である(鎖状アルキル基および脂環式アルキル基を包含する意味である。)。粘着特性に優れた粘着剤が得られやすいことから、R2が炭素原子数2〜14(以下、このような炭素原子数の範囲をC2−14と表わすことがある。)の鎖状アルキル基(直鎖状アルキル基および分岐状アルキル基を包含する意味である。)であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。C2−14の鎖状アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソアミル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、イソノニル基、n−デシル基、イソデシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、等が挙げられる。R2として選択し得る脂環式アルキル基としては、シクロヘキシル基、イソボルニル基等が挙げられる。
上記アクリル系粘着剤のベースポリマーたるアクリル系ポリマーは、典型的には、アルキル(メタ)アクリレートを主構成単量体成分とするポリマーである。上記アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、下記式(1)で表される化合物を好適に用いることができる。
CH2=C(R1)COOR2 (1)
ここで、上記式(1)中のR1は、水素原子またはメチル基である。R2は、炭素原子数1〜20のアルキル基である(鎖状アルキル基および脂環式アルキル基を包含する意味である。)。粘着特性に優れた粘着剤が得られやすいことから、R2が炭素原子数2〜14(以下、このような炭素原子数の範囲をC2−14と表わすことがある。)の鎖状アルキル基(直鎖状アルキル基および分岐状アルキル基を包含する意味である。)であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。C2−14の鎖状アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソアミル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、イソノニル基、n−デシル基、イソデシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、等が挙げられる。R2として選択し得る脂環式アルキル基としては、シクロヘキシル基、イソボルニル基等が挙げられる。
好ましい一態様では、アクリル系ポリマーの合成に使用するモノマーの総量(以下「全原料モノマー」ともいう。)のうち50質量%以上(典型的には50〜99.9質量%)、より好ましくは70質量%以上(典型的には70〜99.9質量%)、例えば85質量%以上(典型的には85〜99.9質量%)が、上記式(1)におけるR2がC2−14の鎖状アルキル(メタ)アクリレート(より好ましくはC4−10の鎖状アルキルアクリレート、例えばn−ブチルアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレートの一方または両方)から選択される1種または2種以上により占められる。このようなモノマー組成から得られたアクリル系ポリマーによると、表面保護フィルム用途に適した粘着特性を示す粘着剤が形成されやすいので好ましい。
ここに開示される技術におけるアクリル系ポリマーとしては、水酸基(−OH)を有するアクリル系モノマーが共重合されたものを好ましく用いることができる。かかる共重合組成(モノマー組成)は、特に、上記アクリル系ポリマーの合成方法として溶液重合法を用いる場合に好ましく採用され得る。水酸基を有するアクリル系モノマーの具体例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシへキシル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシへキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチルアクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。かかる水酸基含有アクリル系モノマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。かかるモノマーが共重合されたアクリル系ポリマーは、表面保護フィルム用途に適した粘着特性を示す粘着剤を与えるものとなりやすいので好ましい。例えば、被着体に対する剥離力を低く制御することが容易となることから、再剥離性に優れた粘着剤が得られやすい。特に好ましい水酸基含有アクリル系モノマーとして、水酸基を含有する(メタ)アクリレート、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
このような水酸基含有アクリル系モノマーは、該モノマーの使用効果を十分に発揮する観点から、アクリル系ポリマーの合成に使用するモノマーの総量のうち凡そ0.1質量%以上の割合で用いられることが好ましく、水酸基含有アクリル系モノマーの使用量は、より好ましくは凡そ0.2質量%以上、さらに好ましくは凡そ0.3質量%以上である。特に好ましい一態様では、アクリル系ポリマーの合成に使用するモノマーの総量に占める水酸基含有アクリル系モノマーの量は、1質量%以上(例えば3質量%以上、典型的には6質量%以上)である。また、アクリル系ポリマーの合成に使用するモノマーの総量に占める水酸基含有アクリル系モノマーの量は、粘着剤の凝集性、被着体に対する濡れ性(密着性)を考慮して、凡そ15質量%以下であることが適当であり、好ましくは凡そ12質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
ここに開示される技術におけるアクリル系ポリマーとしては、粘着性能のバランスをとりやすいことから、通常、ガラス転移温度(Tg)が凡そ0℃以下(典型的には−100℃〜0℃)のものが用いられる。Tgが凡そ−80℃〜−5℃の範囲にあるアクリル系ポリマーがより好ましい。Tgが上記範囲よりも高すぎると、常温付近での使用において初期接着性が不足しやすくなり、保護フィルムの貼り付け作業性が低下する場合がある。なお、アクリル系ポリマーのTgは、モノマー組成(すなわち、該ポリマーの合成に使用するモノマーの種類や使用量比を適宜変えることにより調整することができる。
ここに開示される技術におけるアクリル系ポリマーには、本発明の効果を顕著に損なわない範囲で、上記以外のモノマー(その他モノマー)が共重合されていてもよい。かかるモノマーは、例えば、アクリル系ポリマーのTg調整、粘着性能(例えば剥離性)の調整等の目的で使用することができる。例えば、粘着剤の凝集力や耐熱性を向上させ得るモノマーとして、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、シアノ基含有モノマー、ビニルエステル類、芳香族ビニル化合物等が挙げられる。また、アクリル系ポリマーに架橋基点となり得る官能基を導入し、あるいは接着力の向上に寄与し得るモノマーとして、カルボキシル基含有モノマー、酸無水物基含有モノマー、アミド基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、イミド基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、(メタ)アクリロイルモルホリン、ビニルエーテル類等が挙げられる。
スルホン酸基含有モノマーとしては、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸、ビニルスルホン酸ナトリウム等が例示される。
リン酸基含有モノマーとしては、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートが例示される。
シアノ基含有モノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が例示される。
ビニルエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニル等が例示される。
芳香族ビニル化合物としては、スチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、その他の置換スチレン等が例示される。
リン酸基含有モノマーとしては、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートが例示される。
シアノ基含有モノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が例示される。
ビニルエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニル等が例示される。
芳香族ビニル化合物としては、スチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、その他の置換スチレン等が例示される。
また、カルボキシル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等が例示される。
酸無水物基含有モノマーとしては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、上記カルボキシル基含有モノマーの酸無水物体等が挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等が例示される。
アミノ基含有モノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が例示される。
イミド基含有モノマーとしては、シクロへキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、N−シクロへキシルマレイミド、イタコンイミド等が例示される。
エポキシ基含有モノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が例示される。
ビニルエーテル類としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等が例示される。
酸無水物基含有モノマーとしては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、上記カルボキシル基含有モノマーの酸無水物体等が挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等が例示される。
アミノ基含有モノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が例示される。
イミド基含有モノマーとしては、シクロへキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、N−シクロへキシルマレイミド、イタコンイミド等が例示される。
エポキシ基含有モノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が例示される。
ビニルエーテル類としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等が例示される。
このような「その他モノマー」は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよいが、全体としての含有量は、アクリル系ポリマーの合成に使用するモノマーの総量のうち凡そ40質量%以下(典型的には、0.001〜40質量%)とすることが好ましく、凡そ30質量%以下(典型的には0.001〜30質量%)とすることがより好ましい。また、上記その他モノマーを含まないモノマー組成の(例えば、モノマーとしてC6−14アルキル(メタ)アクリレートのみを用いるか、あるいはC6−14アルキル(メタ)アクリレートと水酸基含有(メタ)アクリレートのみを用いてなる)アクリル系ポリマーであってもよい。
なお、アクリル系ポリマーの合成方法としてエマルション重合法を用い、かつ上記その他モノマーとしてカルボキシル基または酸無水物基を含有するアクリル系モノマーを用いる場合、上記カルボキシル基または酸無水物基を含有するアクリル系モノマーの使用量として、全原料モノマー(100質量%)の0.5〜15質量%の範囲を好ましく採用し得る。かかるモノマー組成のアクリル系ポリマーは、該アクリル系ポリマーをエマルション重合法により合成する際の重合安定性、該アクリル系ポリマーを含む粘着剤層を備えた表面保護フィルムにおける粘着力の経時安定性等の観点から好ましいものとなり得る。
重合に用いる開始剤は、公知ないし慣用の重合開始剤から適宜選択することができる。例えば、アゾ系重合開始剤を好ましく使用し得る。アゾ系重合開始剤の具体例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が挙げられる。
重合開始剤の他の例としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、過酸化水素等の、過酸化物系開始剤;フェニル置換エタン等の、置換エタン系開始剤;芳香族カルボニル化合物;等が挙げられる。重合開始剤のさらに他の例として、過酸化物と還元剤との組合せによるレドックス系開始剤が挙げられる。かかるレドックス系開始剤の例としては、過酸化物とアスコルビン酸との組合せ(過酸化水素水とアスコルビン酸との組合せ等)、過酸化物と鉄(II)塩との組合せ(過酸化水素水と鉄(II)塩との組合せ等)、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組合せ等が挙げられる。
このような重合開始剤は、単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量は、通常の使用量であればよく、例えば、全原料モノマー100質量部に対して0.005〜1質量部(典型的には0.01〜1質量部)程度の範囲から選択することができる。
かかるモノマー組成を有するアクリル系ポリマーを得る方法は特に限定されず、溶液重合法、エマルション重合法、塊状重合法、懸濁重合法等の、アクリル系ポリマーの合成手法として一般的に用いられる各種の重合方法を適用して該ポリマーを得ることができる。また、上記アクリル系ポリマーは、ランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体、グラフト共重合体等であってもよい。生産性等の観点から、通常はランダム共重合体が好ましい。
ここに開示される技術の好ましい一態様において、アクリル系ポリマーの合成手法として溶液重合法を好ましく採用することができる。かかる態様は、表面保護フィルムの透明性や粘着性能等の観点から有利なものとなり得る。溶液重合を行う際のモノマー供給方法としては、全モノマー原料を一度に供給する一括仕込み方式、連続供給(滴下)方式、分割供給(滴下)方式等を適宜採用することができる。重合温度は、使用するモノマーおよび溶媒の種類、重合開始剤の種類等に応じて適宜選択することができ、例えば20℃〜170℃(典型的には40℃〜140℃)程度とすることができる。
溶液重合に用いる溶媒(重合溶媒)は、公知ないし慣用の有機溶媒から適宜選択することができる。例えば、トルエン、キシレン等の芳香族化合物類(典型的には芳香族炭化水素類);酢酸エチル等の酢酸エステル類;ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素類;1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルカン類;イソプロピルアルコール、1−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等の低級アルコール類(例えば、炭素原子数1〜4の一価アルコール類);tert−ブチルメチルエーテル等のエーテル類;メチルエチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;等から選択されるいずれか1種の溶媒、または2種以上の混合溶媒を用いることができる。全圧1気圧における沸点が20〜200℃(より好ましくは、25〜150℃)の範囲にある有機溶媒(混合溶媒であり得る。)の使用が好ましい。
かかる溶液重合によると、アクリル系ポリマーが有機溶媒に溶解した態様の重合反応液が得られる。ここに開示される技術におけるアクリル系ポリマーとしては、上記重合反応液または該反応液に適当な後処理を施したものを好ましく用いることができる。典型的には、後処理を施した後のアクリル系ポリマー含有溶液を適当な粘度(濃度)に調整して使用する。あるいは、溶液重合方法以外の重合方法(例えば、エマルション重合、光重合、バルク重合等)を利用してアクリル系ポリマーを合成し、該重合体を有機溶媒に溶解させて溶液状に調製したものを用いてもよい。
ここに開示される技術におけるアクリル系ポリマーは、GPCにより得られた標準ポリスチレン換算のMwが10×104以上であることが好ましく、より好ましくは20×104以上、さらに好ましくは30×104以上である。また、上記Mwは、500×104以下であることが好ましく、より好ましくは400×104以下、さらに好ましくは300×104以下である。
ここでMwとは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により得られた標準ポリスチレン換算の値をいう。より具体的には、GPC測定装置として商品名「HLC−8220GPC」(東ソー社製)を用いて、ポリスチレン換算値により、次のGPCの測定条件で測定して求めることができる。
[GPCの測定条件]
サンプル濃度:0.2質量%(テトラヒドロフラン溶液)
サンプル注入量:10μL
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量(流速):0.6mL/分
カラム温度(測定温度):40℃
カラム:
サンプルカラム:商品名「TSKguardcolumn SuperHZ−H」1本+商品名「TSKgel SuperHZM−H」2本」(東ソー社製)
リファレンスカラム:商品名「TSKgel SuperH−RC」1本(東ソー社製)
検出器:示差屈折計(RI)
[GPCの測定条件]
サンプル濃度:0.2質量%(テトラヒドロフラン溶液)
サンプル注入量:10μL
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量(流速):0.6mL/分
カラム温度(測定温度):40℃
カラム:
サンプルカラム:商品名「TSKguardcolumn SuperHZ−H」1本+商品名「TSKgel SuperHZM−H」2本」(東ソー社製)
リファレンスカラム:商品名「TSKgel SuperH−RC」1本(東ソー社製)
検出器:示差屈折計(RI)
アクリル系ポリマーのMwが小さすぎると、粘着剤の凝集力が不足して、被着体表面への糊残りを生じやすくなる場合がある。Mwが大きすぎると、粘着剤の流動性が低くなり、被着体に対する濡れ性(密着性)が不足しやすくなる場合がある。かかる濡れ性の不足は、被着体に貼り付けられた表面保護フィルムが使用中に(例えば、表面保護フィルムの場合には、引き続き保護機能を発揮することが望まれる段階で非意図的に)被着体から剥がれる事象を引き起こす要因となり得る。溶液重合法により得られたアクリル系ポリマーにおいては、そのMwが上述した好ましい範囲にあることが特に有意義である。
(粘着剤層の帯電防止成分)
ここに開示される表面保護フィルムは、上記粘着剤層が帯電防止成分を含む態様で好ましく実施され得る。上記帯電防止成分としては、トップコート層に含有させ得る帯電防止成分として上記で説明した材料のほか、イオン液体、アルカリ金属塩等が例示される。これらの帯電防止成分は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用しても良い。好ましい一態様では、上記粘着剤層に含有される帯電防止成分が、イオン液体およびアルカリ金属塩の少なくとも一方を含む。なお、ここで「イオン液体」(常温溶融塩と称されることもある。)とは、100℃以下のいずれかの温度で液状を呈する(すなわち融点が100℃以下の)溶融塩(イオン性化合物)を指す。前記イオン液体は100℃以下のいずれかの温度で液状であるため、当該温度領域において、固体の塩に比べて、粘着剤への添加および分散または溶解を容易に行うことができる。さらにイオン液体は蒸気圧がない(不揮発性)ため、経時で消失することもなく、帯電防止性が継続して得られる特徴を有する。
ここに開示される表面保護フィルムは、上記粘着剤層が帯電防止成分を含む態様で好ましく実施され得る。上記帯電防止成分としては、トップコート層に含有させ得る帯電防止成分として上記で説明した材料のほか、イオン液体、アルカリ金属塩等が例示される。これらの帯電防止成分は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用しても良い。好ましい一態様では、上記粘着剤層に含有される帯電防止成分が、イオン液体およびアルカリ金属塩の少なくとも一方を含む。なお、ここで「イオン液体」(常温溶融塩と称されることもある。)とは、100℃以下のいずれかの温度で液状を呈する(すなわち融点が100℃以下の)溶融塩(イオン性化合物)を指す。前記イオン液体は100℃以下のいずれかの温度で液状であるため、当該温度領域において、固体の塩に比べて、粘着剤への添加および分散または溶解を容易に行うことができる。さらにイオン液体は蒸気圧がない(不揮発性)ため、経時で消失することもなく、帯電防止性が継続して得られる特徴を有する。
(イオン液体)
上記イオン液体としては、含窒素オニウム塩、含硫黄オニウム塩および含リンオニウム塩のいずれか1種以上を好ましく用いることができる。好ましい一態様では、上記粘着剤層が、下記一般式(A)〜(E)のいずれかにより表される少なくとも1種の有機カチオン成分を有するイオン液体を含む。かかるイオン液体によると、特に帯電防止性能に優れた表面保護フィルムが実現され得る。
上記イオン液体としては、含窒素オニウム塩、含硫黄オニウム塩および含リンオニウム塩のいずれか1種以上を好ましく用いることができる。好ましい一態様では、上記粘着剤層が、下記一般式(A)〜(E)のいずれかにより表される少なくとも1種の有機カチオン成分を有するイオン液体を含む。かかるイオン液体によると、特に帯電防止性能に優れた表面保護フィルムが実現され得る。
ここで、上記式(A)中、Raは、炭素原子数4〜20の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。RbおよびRcは、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素原子数1〜16の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。ただし、窒素原子が2重結合を含む場合、Rcはない。
上記式(B)中、Rdは、炭素原子数2〜20の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。Re、RfおよびRgは、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子もしくは炭素原子数1〜16の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。
上記式(C)中、Rhは、炭素原子数2〜20の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。Ri、RjおよびRkは、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子もしくは炭素原子数1〜16の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。
上記式(D)中、Zは、窒素原子、硫黄原子、またはリン原子を表す。Rl、Rm、RnおよびRoは、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ炭素原子数1〜20の炭化水素基もしくはヘテロ原子を含む官能基を表す。ただし、Zが硫黄原子の場合、Roはない。
上記式(E)中、Rpは、炭素原子数1〜18の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。
上記式(B)中、Rdは、炭素原子数2〜20の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。Re、RfおよびRgは、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子もしくは炭素原子数1〜16の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。
上記式(C)中、Rhは、炭素原子数2〜20の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。Ri、RjおよびRkは、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子もしくは炭素原子数1〜16の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。
上記式(D)中、Zは、窒素原子、硫黄原子、またはリン原子を表す。Rl、Rm、RnおよびRoは、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ炭素原子数1〜20の炭化水素基もしくはヘテロ原子を含む官能基を表す。ただし、Zが硫黄原子の場合、Roはない。
上記式(E)中、Rpは、炭素原子数1〜18の炭化水素基またはヘテロ原子を含む官能基を表す。
式(A)により表されるカチオンとしては、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリン骨格を有するカチオン、ピロール骨格を有するカチオン等が例示される。
ピリジニウムカチオンの具体例としては、1−メチルピリジニウム、1−エチルピリジニウム、1−プロピルピリジニウム、1−ブチルピリジニウム、1−ペンチルピリジニウム、1−へキシルピリジニウム、1−ヘプチルピリジニウム、1−オクチルピリジニウム、1−ノニルピリジニウム、1−デシルピリジニウム、1−アリルピリジニウム、1−プロピル−2−メチルピリジニウム、1−ブチル−2−メチルピリジニウム、1−ペンチル−2−メチルピリジニウム、1−ヘキシル−2−メチルピリジニウム、1−ヘプチル−2−メチルピリジニウム、1−オクチル−2−メチルピリジニウム、1−ノニル−2−メチルピリジニウム、1−デシル−2−メチルピリジニウム、1−プロピル−3−メチルピリジニウム、1−ブチル−3−メチルピリジニウム、1−ブチル−4−メチルピリジニウム、1−ペンチル−3−メチルピリジニウム、1−へキシル−3−メチルピリジニウム、1−ヘプチル−3−メチルピリジニウム、1−オクチル−3−メチルピリジニウム、1−オクチル−4−メチルピリジニウム、1−ノニル−3−メチルピリジニウム、1−デシル−3−メチルピリジニウム、1−プロピル−4−メチルピリジニウム、1−ペンチル−4−メチルピリジニウム、1−ヘキシル−4−メチルピリジニウム、1−ヘプチル−4−メチルピリジニウム、1−ノニル−4−メチルピリジニウム、1−デシル−4−メチルピリジニウム、1−ブチル−3,4−ジメチルピリジニウム等が挙げられる。
ピロリジニウムカチオンの具体例としては、1,1−ジメチルピロリジニウム、1−エチル−1−メチルピロリジニウム、1−メチル−1−プロピルピロリジニウム、1−メチル−1−ブチルピロリジニウム、1−メチル−1−ペンチルピロリジニウム、1−メチル−1−ヘキシルピロリジニウム、1−メチル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−メチル−1−オクチルピロリジニウム、1−メチル−1−ノニルピロリジニウム、1−メチル−1−デシルピロリジニウム、1−メチル−1−メトキシエトキシエチルピロリジニウム、1−エチル−1−プロピルピロリジニウム、1−エチル−1−ブチルピロリジニウム、1−エチル−1−ペンチルピロリジニウム、1−エチル−1−ヘキシルピロリジニウム、1−エチル−1−ヘプチルピロリジニウム、1,1−ジプロピルピロリジニウム、1−プロピル−1−ブチルピロリジニウム、1,1−ジブチルピロリジニウム、ピロリジニウム−2−オン等が挙げられる。
ピペリジニウムカチオンの具体例としては、1−プロピルピペリジニウム、1−ペンチルピペリジニウム、1,1−ジメチルピペリジニウム、1−メチル−1−エチルピペリジニウム、1−メチル−1−プロピルピペリジニウム、1−メチル−1−ブチルピペリジニウム、1−メチル−1−ペンチルピペリジニウム、1−メチル−1−ヘキシルピペリジニウム、1−メチル−1−ヘプチルピペリジニウム、1−メチル−1−オクチルピペリジニウム、1−メチル−1−デシルピペリジニウム、1−メチル−1−メトキシエトキシエチルピペリジニウム、1−エチル−1−プロピルピペリジニウム、1−エチル−1−ブチルピペリジニウム、1−エチル−1−ペンチルピペリジニウム、1−エチル−1−ヘキシルピペリジニウム、1−エチル−1−ヘプチルピペリジニウム、1,1−ジプロピルピペリジニウム、1−プロピル−1−ブチルピペリジニウム、1−プロピル−1−ペンチルピペリジニウム、1−プロピル−1−ヘキシルピペリジニウム、1−プロピル−1−ヘプチルピペリジニウム、1,1−ジブチルピペリジニウム、1−ブチル−1−ペンチルピペリジニウム、1−ブチル−1−ヘキシルピペリジニウム、1−ブチル−1−ヘプチルピペリジニウム等が挙げられる。
ピロリン骨格を有するカチオンの具体例としては、2−メチル−1−ピロリン等が挙げられる。ピロール骨格を有するカチオンの具体例としては、1−エチル−2−フェニルインドール、1,2−ジメチルインドール、1−エチルカルバゾール等が挙げられる。
式(B)で表されるカチオンとしては、イミダゾリウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウムカチオン等が例示される。
イミダゾリウムカチオンの具体例としては、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム、1−メチル−3−ヘキシルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ペンチル−3−メチルイミダゾリウム、1−へキシル−3−メチルイミダゾリウム、1−ヘプチル−3−メチルイミダゾリウム、1−オクチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ノニル−3−メチルイミダゾリウム、1−デシル−3−メチルイミダゾリウム、1−ドデシル−3−メチルイミダゾリウム、1−テトラデシル−3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキサデシル−3−メチルイミダゾリウム、1−オクタデシル−3−メチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−へキシル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−(2−メトキシエチル)−3−メチルイミダゾリウム等が挙げられる。
テトラヒドロピリミジニウムカチオンの具体例としては、1,3−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3,5−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム等が挙げられる。
ジヒドロピリミジニウムカチオンの具体例としては、1,3−ジメチル−1,4−ジヒドロピリミジニウム、1,3−ジメチル−1,6−ジヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチル−1,4−ジヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチル−1,6−ジヒドロピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチル−1,4−ジヒドロピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチル−1,6−ジヒドロピリミジニウム等が挙げられる。
式(C)で表されるカチオンとしては、ピラゾリウムカチオン、ピラゾリニウムカチオン等が例示される。
ピラゾリウムカチオンの具体例としては、1−メチルピラゾリウム、3−メチルピラゾリウム、1−エチル−2,3,5−トリメチルピラゾリウム、1−プロピル−2,3,5−トリメチルピラゾリウム、1−ブチル−2,3,5−トリメチルピラゾリウム、1−(2−メトキシエチル)ピラゾリウム等が挙げられる。ピラゾリニウムカチオンの具体例としては、1−エチル−2−メチルピラゾリニウム等が挙げられる。
式(D)で表されるカチオンとしては、Rl、Rm、RnおよびRoが、同一または異なって、いずれも炭素原子数1〜20のアルキル基であるカチオンが例示される。かかるカチオンとして、テトラアルキルアンモニウムカチオン、トリアルキルスルホニウムカチオンおよびテトラアルキルホスホニウムカチオンが例示される。式(D)で表されるカチオンの他の例として、上記アルキル基の一部がアルケニル基やアルコキシ基、さらにはエポキシ基に置換されたもの等が挙げられる。また、Rl、Rm、RnおよびRoのうち一つまたは二つ以上が芳香環や脂肪族環を含んでいてもよい。
式(D)で表わされるカチオンは、対称構造のカチオンであってもよく、非対称のカチオンであってもよい。対称構造のアンモニウムカチオンとしては、Rl、Rm、RnおよびRoが同一のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、のいずれか)であるテトラアルキルアンモニウムカチオンが例示される。
非対称アンモニウムカチオンの代表例としては、Rl、Rm、RnおよびRoのうち三つが同一であって残りの一つが異なるテトラアルキルアンモニウムカチオン、具体例としては、トリメチルエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、トリメチルヘプチルアンモニウム、トリメチルオクチルアンモニウム、トリメチルノニルアンモニウム、トリメチルデシルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリエチルプロピルアンモニウム、トリエチルブチルアンモニウム、トリエチルペンチルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモニウム、トリエチルヘプチルアンモニウム、トリエチルオクチルアンモニウム、トリエチルノニルアンモニウム、トリエチルデシルアンモニウム、トリプロピルメチルアンモニウム、トリプロピルエチルアンモニウム、トリプロピルブチルアンモニウム、トリプロピルペンチルアンモニウム、トリプロピルヘキシルアンモニウム、トリプロピルヘプチルアンモニウム、トリプロピルオクチルアンモニウム、トリプロピルノニルアンモニウム、トリプロピルデシルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、トリブチルエチルアンモニウム、トリブチルプロピルアンモニウム、トリブチルペンチルアンモニウム、トリブチルヘキシルアンモニウム、トリブチルヘプチルアンモニウム、トリペンチルメチルアンモニウム、トリペンチルエチルアンモニウム、トリペンチルプロピルアンモニウム、トリペンチルブチルアンモニウム、トリペンチルヘキシルアンモニウム、トリペンチルヘプチルアンモニウム、トリヘキシルメチルアンモニウム、トリヘキシルエチルアンモニウム、トリヘキシルプロピルアンモニウム、トリヘキシルブチルアンモニウム、トリヘキシルペンチルアンモニウム、トリヘキシルヘプチルアンモニウム、トリヘプチルメチルアンモニウム、トリヘプチルエチルアンモニウム、トリヘプチルプロピルアンモニウム、トリヘプチルブチルアンモニウム、トリヘプチルペンチルアンモニウム、トリヘプチルヘキシルアンモニウム、トリオクチルメチルアンモニウム、トリオクチルエチルアンモニウム、トリオクチルプロピルアンモニウム、トリオクチルブチルアンモニウム、トリオクチルペンチルアンモニウム、トリオクチルヘキシルアンモニウム、トリオクチルヘプチルアンモニウム、トリオクチルドデシルアンモニウム、トリオクチルヘキサデシルアンモニウム、トリオクチルオクタデシルアンモニウム、トリノニルメチルアンモニウム、トリデシルメチルアンモニウム等の、非対称テトラアルキルアンモニウムカチオンが挙げられる。
非対称アンモニウムカチオンの他の例としては、ジメチルジエチルアンモニウム、ジメチルジプロピルアンモニウム、ジメチルジブチルアンモニウム、ジメチルジペンチルアンモニウム、ジメチルジヘキシルアンモニウム、ジメチルジヘプチルアンモニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチルジノニルアンモニウム、ジメチルジデシルアンモニウム、ジプロピルジエチルアンモニウム、ジプロピルジブチルアンモニウム、ジプロピルジペンチルアンモニウム、ジプロピルジヘキシルアンモニウム、ジメチルエチルプロピルアンモニウム、ジメチルエチルブチルアンモニウム、ジメチルエチルペンチルアンモニウム、ジメチルエチルヘキシルアンモニウム、ジメチルエチルヘプチルアンモニウム、ジメチルエチルノニルアンモニウム、ジメチルプロピルブチルアンモニウム、ジメチルプロピルペンチルアンモニウム、ジメチルプロピルヘキシルアンモニウム、ジメチルプロピルヘプチルアンモニウム、ジメチルブチルヘキシルアンモニウム、ジメチルブチルヘプチルアンモニウム、ジメチルペンチルヘキシルアンモニウム、ジメチルヘキシルヘプチルアンモニウム、ジエチルメチルプロピルアンモニウム、ジエチルメチルペンチルアンモニウム、ジエチルメチルヘプチルアンモニウム、ジエチルプロピルペンチルアンモニウム、ジプロピルメチルエチルアンモニウム、ジプロピルメチルペンチルアンモニウム、ジプロピルブチルヘキシルアンモニウム、ジブチルメチルペンチルアンモニウム、ジブチルメチルヘキシルアンモニウム、メチルエチルプロピルブチルアンモニウム、メチルエチルプロピルペンチルアンモニウム、メチルエチルプロピルヘキシルアンモニウム等の、テトラアルキルアンモニウムカチオン;トリメチルシクロヘキシルアンモニウム等の、シクロアルキル基を含むアンモニウムカチオン;ジアリルジメチルアンモニウム、ジアリルジプロピルアンモニウム、ジアリルメチルヘキシルアンモニウム、ジアリルメチルオクチルアンモニウム等の、アルケニル基を含むアンモニウムカチオン;トリエチル(メトキシエトキシエチル)アンモニウム、ジメチルエチル(メトキシエトキシエチル)アンモニウム、ジメチルエチル(エトキシエトキシエチル)アンモニウム、ジエチルメチル(2−メトキシエチル)アンモニウム、ジエチルメチル(メトキシエトキシエチル)アンモニウム等の、アルコキシ基を含むアンモニウムカチオン;グリシジルトリメチルアンモニウム等の、エポキシ基を含むアンモニウムカチオン;等が挙げられる。
対称構造のスルホニウムカチオンとしては、Rl、RmおよびRnが同一のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、のいずれか)であるトリアルキルスルホニウムカチオンが例示される。非対称のスルホニウムカチオンとしては、ジメチルデシルスルホニウム、ジエチルメチルスルホニウム、ジブチルエチルスルホニウム等の、非対称トリアルキルスルホニウムカチオンが挙げられる。
対称構造のホスホニウムカチオンとしては、Rl、Rm、RnおよびRoが同一のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、のいずれか)であるテトラアルキルホスホニウムカチオンが例示される。非対称のホスホニウムカチオンとしては、Rl、Rm、RnおよびRoのうち三つが同一であって残りの一つが異なるテトラアルキルホスホニウムカチオン、具体例としては、トリメチルペンチルホスホニウム、トリメチルヘキシルホスホニウム、トリメチルヘプチルホスホニウム、トリメチルオクチルホスホニウム、トリメチルノニルホスホニウム、トリメチルデシルホスホニウム、トリエチルメチルホスホニウム、トリブチルエチルホスホニウム、トリブチル−(2−メトキシエチル)ホスホニウム、トリペンチルメチルホスホニウム、トリヘキシルメチルホスホニウム、トリヘプチルメチルホスホニウム、トリオクチルメチルホスホニウム、トリノニルメチルホスホニウム、トリデシルメチルホスホニウム等が挙げられる。非対称のホスホニウムカチオンの他の例として、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム、ジメチルジペンチルホスホニウム、ジメチルジヘキシルホスホニウム、ジメチルジヘプチルホスホニウム、ジメチルジオクチルホスホニウム、ジメチルジノニルホスホニウム、ジメチルジデシルホスホニウム等の、非対称テトラアルキルホスホニウムカチオン;トリメチル(メトキシエトキシエチル)ホスホニウム、ジメチルエチル(メトキシエトキシエチル)ホスホニウム等の、アルコキシ基を含むスルホニウムカチオン;が挙げられる。
式(D)で表されるカチオンの好適例として、上述のような非対称テトラアルキルアンモニウムカチオン、非対称トリアルキルスルホニウムカチオン、非対称テトラアルキルホスホニウムカチオンが挙げられる。
式(E)で表されるカチオンとしては、Rpが炭素原子数1から18のアルキル基のいずれかであるスルホニウムカチオンが例示される。Rpの具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、等が挙げられる。
上記イオン液体のアニオン成分は、ここに開示されるいずれかのカチオンとの塩がイオン液体になり得るものであればよく、特に限定されない。具体例としては、Cl−、Br−、I−、AlCl4 −、Al2Cl7 −、BF4 −、PF6 −、ClO4 −、NO3 −、CH3COO−、CF3COO−、CH3SO3 −、CF3SO3 −、(FSO2)2N−、(CF3SO2)2N−、(CF3SO2)3C−、AsF6 −、SbF6 −、NbF6 −、TaF6 −、F(HF)n −、(CN)2N−、C4F9SO3 −、(C2F5SO2)2N−、C3F7COO−、(CF3SO2)(CF3CO)N−、C9H19COO−、(CH3)2PO4 −、(C2H5)2PO4 −、C2H5OSO3 −、C6H13OSO3 −、C8H17OSO3 −、CH3(OC2H4)2OSO3 −、C6H4(CH3)SO3 −、(C2F5)3PF3 −、CH3CH(OH)COO−、および、下記式(F)で表されるアニオンが挙げられる。
なかでも、疎水性のアニオン成分は、粘着剤表面にブリードしにくい傾向があり、低汚染性の観点から好ましく用いられる。また、フッ素原子を含むアニオン成分(例えば、パーフルオロアルキル基を含むアニオン成分)は、低融点のイオン性化合物が得られることから好ましく用いられる。かかるアニオン成分の好適例として、ビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオン(例えば、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−)、パーフルオロアルキルスルホニウムアニオン(例えば、CF3SO3 −)等の、フッ素含有アニオンが挙げられる。上記パーフルオロアルキル基の炭素原子数としては、通常、1〜3が好ましく、なかでも1または2が好ましい。
ここに開示される技術において用いられるイオン液体は、上記カチオン成分とアニオン成分との適宜の組み合わせであり得る。一例として、カチオン成分がピリジニウムカチオンである場合、上述したアニオン成分との具体的な組み合わせとしては、1−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート、1−ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、1−ブチル−3−メチルピリジニウムテトラフルオロボレート、1−ブチル−3−メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチル−3−メチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチル−3−メチルピリジニウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド、1−へキシルピリジニウムテトラフルオロボレート、1−アリルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、等が挙げられる。上述した他のカチオンの各々についても同様に、ここに開示されるいずれかのアニオン成分との組み合わせに係るイオン液体を用いることができる。
このようなイオン液体は、市販のものを使用することができ、あるいは公知の方法により容易に合成することができる。イオン液体の合成方法は、目的とするイオン液体が得られるものであればよく、特に限定されない。一般的には、公知文献“イオン性液体 −開発の最前線と未来−”(シーエムシー出版発行)に記載されているような、ハロゲン化物法、水酸化物法、酸エステル法、錯形成法、および中和法等が用いられる。
イオン液体の配合量は、通常、アクリル系ポリマー100質量部に対して0.03〜3質量部の範囲とすることが適当であり、好ましくは0.05〜2.5質量部、より好ましくは0.1〜2質量部である。イオン液体の配合量が少なすぎると十分な帯電防止特性が得られず、多すぎると被着体を汚染しやすくなる傾向にある。
(アルカリ金属塩)
粘着剤層の帯電防止成分として用いられるアルカリ金属塩の典型例としては、リチウム塩、ナトリウム塩およびカリウム塩が挙げられる。例えば、カチオン成分としてのLi+、Na+またはK+と、アニオン成分としてのCl−、Br−、I−、BF4−、PF6 −、SCN−、ClO4 −、CF3SO3 −、(FSO2)2N−、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−または(CF3SO2)3C−とからなる金属塩を用いることができる。解離性が高いことから、リチウム塩の使用が好ましい。好ましい具体例としては、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、LiSCN、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(CF3SO2)3C等のリチウム塩が挙げられる。なかでも特に、アニオン成分がビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオン、パーフルオロアルキルスルホニウムアニオン等のフッ素含有アニオンであるリチウム塩(例えば、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、LiCF3SO3)が好ましい。このようなアルカリ金属塩は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
粘着剤層の帯電防止成分として用いられるアルカリ金属塩の典型例としては、リチウム塩、ナトリウム塩およびカリウム塩が挙げられる。例えば、カチオン成分としてのLi+、Na+またはK+と、アニオン成分としてのCl−、Br−、I−、BF4−、PF6 −、SCN−、ClO4 −、CF3SO3 −、(FSO2)2N−、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−または(CF3SO2)3C−とからなる金属塩を用いることができる。解離性が高いことから、リチウム塩の使用が好ましい。好ましい具体例としては、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、LiSCN、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(CF3SO2)3C等のリチウム塩が挙げられる。なかでも特に、アニオン成分がビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオン、パーフルオロアルキルスルホニウムアニオン等のフッ素含有アニオンであるリチウム塩(例えば、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、LiCF3SO3)が好ましい。このようなアルカリ金属塩は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アクリル系ポリマー100質量部に対するアルカリ金属塩(例えばリチウム塩)の配合量は、通常、1質量部未満とすることが適当であり、好ましくは0.01〜0.8質量部、より好ましくは0.01〜0.5質量部、さらに好ましくは0.02〜0.3質量部(例えば0.05〜0.2質量部)である。アルカリ金属塩の配合量が少なすぎると、十分な帯電防止性能が得られない場合がある。一方、アルカリ金属塩の配合量が多すぎると、被着体の汚染が生じやすくなる傾向にある。
(粘着剤組成物)
ここに開示される技術において、粘着剤層の形成に用いられる粘着剤組成物の形態は特に限定されない。例えば、有機溶媒中に粘着成分を含む形態の粘着剤組成物(溶剤型粘着剤組成物)、粘着成分が水性溶媒に分散した形態の粘着剤組成物(水分散型粘着剤組成物、典型的には水性エマルション型粘着剤組成物)、粘着成分が水に溶解した形態の粘着剤組成物(水溶液型粘着剤組成物)、無溶剤型粘着剤組成物(例えば、紫外線や電子線等のような活性エネルギー線の照射により硬化するタイプの粘着剤組成物、ホットメルト型粘着剤組成物)等であり得る。ここに開示される表面保護フィルムの好ましい一態様では、該表面保護フィルムが、溶剤型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える。上記溶剤型粘着剤組成物に含まれる有機溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ヘプタンおよびイソプロピルアルコールのいずれかからなる単独溶媒であってもよく、これらのいずれかを主成分とする混合溶媒であってもよい。他の好ましい一態様では、該表面保護フィルムが、水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える。
ここに開示される技術において、粘着剤層の形成に用いられる粘着剤組成物の形態は特に限定されない。例えば、有機溶媒中に粘着成分を含む形態の粘着剤組成物(溶剤型粘着剤組成物)、粘着成分が水性溶媒に分散した形態の粘着剤組成物(水分散型粘着剤組成物、典型的には水性エマルション型粘着剤組成物)、粘着成分が水に溶解した形態の粘着剤組成物(水溶液型粘着剤組成物)、無溶剤型粘着剤組成物(例えば、紫外線や電子線等のような活性エネルギー線の照射により硬化するタイプの粘着剤組成物、ホットメルト型粘着剤組成物)等であり得る。ここに開示される表面保護フィルムの好ましい一態様では、該表面保護フィルムが、溶剤型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える。上記溶剤型粘着剤組成物に含まれる有機溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ヘプタンおよびイソプロピルアルコールのいずれかからなる単独溶媒であってもよく、これらのいずれかを主成分とする混合溶媒であってもよい。他の好ましい一態様では、該表面保護フィルムが、水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える。
ここに開示される技術において、粘着剤層の形成に用いられる粘着剤組成物(好ましくは、溶剤型または水分散型の粘着剤組成物)としては、該組成物に含まれるアクリル系ポリマーを適宜架橋させ得るように構成されたものを好ましく採用し得る。具体的な架橋手段としては、適当な官能基(水酸基、カルボキシル基等)を有するモノマーを共重合させることによりアクリル系ポリマーに架橋基点を導入しておき、その官能基と反応して架橋構造を形成し得る化合物(架橋剤)をアクリル系ポリマーに添加して反応させる方法を好ましく採用し得る。架橋剤としては、一般的なアクリル系ポリマーの架橋に用いられる各種材料、例えばイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メラミン系樹脂、アジリジン化合物等を用いることができる。このような架橋剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記架橋剤としては、被着体からの剥離力を適度な範囲に調整しやすいことから、イソシアネート化合物が特に好ましく用いられる。かかるイソシアネート化合物の例としては:トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート;イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート;等が挙げられる。より具体的には:ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類;2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL」)、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート3量体付加物(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートHL」)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートHX」)等のイソシアネート付加物;等を例示することができる。このようなイソシアネート化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、架橋剤として用いられるエポキシ化合物としては、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン(三菱ガス化学社製、商品名「TETRAD−X」)、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン(三菱ガス化学社製、商品名「TETRAD−C」)等が例示される。メラミン系樹脂としては、ヘキサメチロールメラミン等が例示される。アジリジン誘導体としては、市販品として、相互薬工社製の商品名「HDU」、同「TAZM」、同「TAZO」等が挙げられる。
架橋剤の使用量は、アクリル系ポリマーの組成および構造(分子量等)や、表面保護フィルムの使用態様等に応じて適宜選択することができる。通常は、アクリル系ポリマー100質量部に対する架橋剤の使用量を凡そ0.01〜15質量部とすることが適当であり、凡そ0.1〜10質量部(例えば凡そ0.2〜5質量部)程度とすることが好ましい。架橋剤の使用量が少なすぎると、粘着剤の凝集力が不足し、被着体への糊残りを生じやすくなる場合がある。一方、架橋剤の使用量が多すぎると、粘着剤の凝集力が大き過ぎて流動性が低くなり、被着体に対する濡れ性が不足して剥がれの原因となる場合があり得る。
上記粘着剤組成物は架橋触媒(架橋促進剤ともいう。)をさらに含んでもよい。架橋触媒の種類は、使用する架橋剤の種類に応じて適宜選択することができる。なお、本明細書において架橋触媒とは、架橋剤による架橋反応の速度を高める触媒を指す。かかる架橋促進剤としては、例えばジラウリン酸ジオクチル錫、ジラウリン酸ジブチル錫、ジアセチル酸ジブチル錫、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、テトラ−n−ブチル錫、トリメチル錫ヒドロキシド等の錫(Sn)含有化合物、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート等のチタン含有化合物等の有機金属化合物;N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン、トリエチルアミン等のアミン類、イミダゾール類等の窒素(N)含有化合物;水酸化リチウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート等の塩基性化合物;p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、リン酸、モノアルキルリン酸、ジアルキルリン酸、β−ヒドロキシエチルアクリレートのリン酸エステル等の酸性化合物;等が例示される。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。なかでも、Sn含有化合物が好ましい。上記粘着剤組成物に含まれる架橋触媒の量は、上記アクリル系ポリマー100質量部に対し、例えば0.001〜10質量部程度(好ましくは0.005〜5質量部程度)とすることができる。
上記粘着剤組成物には、さらに、従来公知の各種添加剤を必要に応じて配合することができる。かかる添加剤の例としては、表面潤滑剤、レベリング剤、酸化防止剤、防腐剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、シランカップリング剤等が挙げられる。また、アクリル系ポリマーをベースポリマーとする粘着剤組成物において公知ないし慣用の粘着付与樹脂や剥離調節剤を配合してもよい。さらに、ここに開示される粘着剤層は、再剥離性や吸湿性の調節を目的として、ポリプロピレングリコール等のアルキレンオキシド化合物を含有してもよく、あるいは含有しなくてもよい。さらに、エマルション重合法により粘着性ポリマーを合成する場合には、乳化剤や連鎖移動剤(分子量調節剤あるいは重合度調節剤としても把握され得る。)が好ましく使用される。
(粘着剤層の形成方法)
ここに開示される技術における粘着剤層は、例えば、上記のような粘着剤組成物をフィルム基材の第二面に直接付与して乾燥または硬化させる方法(直接法)により形成することができる。あるいは、上記粘着剤組成物を剥離ライナーの表面(剥離面)に付与して乾燥または硬化させることで該表面上に粘着剤層を形成し、この粘着剤層をフィルム基材に貼り合わせて該粘着剤層を転写する方法(転写法)により形成してもよい。粘着剤層の投錨性の観点から、通常は上記直接法を好ましく採用し得る。粘着剤組成物の付与(典型的には塗布)に際しては、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、ダイコーターによるコート法等の、表面保護フィルムの分野において従来公知の各種方法を適宜採用することができる。粘着剤組成物の乾燥は、必要に応じて加熱下で(例えば、60℃〜150℃程度に加熱することにより)行うことができる。粘着剤組成物を硬化させる手段としては、紫外線、レーザー線、α線、β線、γ線、X線、電子線等を適宜採用することができる。
ここに開示される技術における粘着剤層は、例えば、上記のような粘着剤組成物をフィルム基材の第二面に直接付与して乾燥または硬化させる方法(直接法)により形成することができる。あるいは、上記粘着剤組成物を剥離ライナーの表面(剥離面)に付与して乾燥または硬化させることで該表面上に粘着剤層を形成し、この粘着剤層をフィルム基材に貼り合わせて該粘着剤層を転写する方法(転写法)により形成してもよい。粘着剤層の投錨性の観点から、通常は上記直接法を好ましく採用し得る。粘着剤組成物の付与(典型的には塗布)に際しては、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、ダイコーターによるコート法等の、表面保護フィルムの分野において従来公知の各種方法を適宜採用することができる。粘着剤組成物の乾燥は、必要に応じて加熱下で(例えば、60℃〜150℃程度に加熱することにより)行うことができる。粘着剤組成物を硬化させる手段としては、紫外線、レーザー線、α線、β線、γ線、X線、電子線等を適宜採用することができる。
(粘着剤層の厚さ)
特に限定するものではないが、粘着剤層の厚さは、例えば凡そ3μm以上とすることができ、通常は凡そ5μm以上(例えば凡そ7μm以上)が好ましい。また、上記厚さは、例えば凡そ100μm以下とすることができ、通常は凡そ50μm以下(例えば凡そ30μm以下)が好ましい。
特に限定するものではないが、粘着剤層の厚さは、例えば凡そ3μm以上とすることができ、通常は凡そ5μm以上(例えば凡そ7μm以上)が好ましい。また、上記厚さは、例えば凡そ100μm以下とすることができ、通常は凡そ50μm以下(例えば凡そ30μm以下)が好ましい。
<剥離ライナー>
ここに開示される表面保護フィルムは、必要に応じて、粘着面(粘着剤層のうち被着体に貼り付けられる側の面)を保護する目的で、該粘着面に剥離ライナーを貼り合わせた形態(剥離ライナー付き表面保護フィルムの形態)で提供され得る。剥離ライナーを構成する基材としては、紙、合成樹脂フィルム等を使用することができ、表面平滑性に優れる点から合成樹脂フィルムが好適に用いられる。例えば、剥離ライナーの基材として各種の樹脂フィルム(例えばポリエステルフィルム)を好ましく用いることができる。剥離ライナーの厚さは、例えば凡そ5μm〜200μmとすることができ、通常は凡そ10μm〜100μm程度が好ましい。剥離ライナーのうち粘着剤層に貼り合わされる面には、従来公知の離型剤(例えば、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系、脂肪酸アミド系等)あるいはシリカ粉等を用いて、離型または防汚処理が施されていてもよい。
ここに開示される表面保護フィルムは、必要に応じて、粘着面(粘着剤層のうち被着体に貼り付けられる側の面)を保護する目的で、該粘着面に剥離ライナーを貼り合わせた形態(剥離ライナー付き表面保護フィルムの形態)で提供され得る。剥離ライナーを構成する基材としては、紙、合成樹脂フィルム等を使用することができ、表面平滑性に優れる点から合成樹脂フィルムが好適に用いられる。例えば、剥離ライナーの基材として各種の樹脂フィルム(例えばポリエステルフィルム)を好ましく用いることができる。剥離ライナーの厚さは、例えば凡そ5μm〜200μmとすることができ、通常は凡そ10μm〜100μm程度が好ましい。剥離ライナーのうち粘着剤層に貼り合わされる面には、従来公知の離型剤(例えば、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系、脂肪酸アミド系等)あるいはシリカ粉等を用いて、離型または防汚処理が施されていてもよい。
<表面保護フィルムの性能>
好ましい一態様に係る表面保護フィルムは、23℃、50%RHの測定環境下において測定される剥離帯電圧が、被着体(偏光板)側、表面保護フィルム側ともに±1kV以内(より好ましくは±0.8kV以内、さらに好ましくは±0.7kV以内)となる帯電防止性能を示す。特に好ましい一態様に係る表面保護フィルムは、上記剥離帯電圧が、被着体(偏光板)側において±0.5kV以内(典型的には±0.3kV以内、例えば±0.2kV以内)となる帯電防止性能を示す。上記剥離帯電圧は、後述の実施例に記載の方法で測定される。
好ましい一態様に係る表面保護フィルムは、23℃、50%RHの測定環境下において測定される剥離帯電圧が、被着体(偏光板)側、表面保護フィルム側ともに±1kV以内(より好ましくは±0.8kV以内、さらに好ましくは±0.7kV以内)となる帯電防止性能を示す。特に好ましい一態様に係る表面保護フィルムは、上記剥離帯電圧が、被着体(偏光板)側において±0.5kV以内(典型的には±0.3kV以内、例えば±0.2kV以内)となる帯電防止性能を示す。上記剥離帯電圧は、後述の実施例に記載の方法で測定される。
また、ここに開示される表面保護フィルムを、光学用途に用いる場合には、後述の実施例に記載の方法で測定されるハンターの表色系におけるb*値が2以下であることが適当である。上記b*値は、好ましくは1以下、より好ましくは0.5以下、さらに好ましくは0.3以下(例えば0.2以下)である。表面保護フィルムが上記所定値以下のb*値を満足する場合、該表面保護フィルムを構成するトップコート層付きフィルムも、上記所定値以下のb*値を満足するので、上記のb*値は、トップコート層付きフィルムの値として採用することができる。
<表面保護フィルムの構成>
ここに開示される表面保護フィルムは、フィルム基材、トップコート層および粘着剤層に加えて、さらに他の層を含む態様でも実施され得る。かかる「他の層」の配置としては、フィルム基材の第一面(背面)とトップコート層との間、フィルム基材の第二面(前面)と粘着剤層との間等が例示される。フィルム基材背面とトップコート層との間に配置される層は、例えば、帯電防止成分を含む層(帯電防止層)であり得る。フィルム基材前面と粘着剤層との間に配置される層は、例えば、上記第二面に対する粘着剤層の投錨性を高める下塗り層(アンカー層)、帯電防止層等であり得る。フィルム基材前面に帯電防止層が配置され、該帯電防止層の上にアンカー層が配置され、その上に粘着剤層が配置された構成の表面保護フィルムであってもよい。
ここに開示される表面保護フィルムは、フィルム基材、トップコート層および粘着剤層に加えて、さらに他の層を含む態様でも実施され得る。かかる「他の層」の配置としては、フィルム基材の第一面(背面)とトップコート層との間、フィルム基材の第二面(前面)と粘着剤層との間等が例示される。フィルム基材背面とトップコート層との間に配置される層は、例えば、帯電防止成分を含む層(帯電防止層)であり得る。フィルム基材前面と粘着剤層との間に配置される層は、例えば、上記第二面に対する粘着剤層の投錨性を高める下塗り層(アンカー層)、帯電防止層等であり得る。フィルム基材前面に帯電防止層が配置され、該帯電防止層の上にアンカー層が配置され、その上に粘着剤層が配置された構成の表面保護フィルムであってもよい。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、例えば図1に示すように、フィルム基材12の背面12Aにトップコート層14が直接設けられている。すなわち、フィルム基材背面12Aとトップコート層14との間に他の層(例えば帯電防止層)が介在しない。かかる構成によると、フィルム基材背面12Aとトップコート層14との間に他の層を介在した構成に比べて、フィルム基材背面12Aとトップコート層14との密着性を高めることができる。
以下、本発明に関連するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明中の「部」および「%」は、特に断りがない限り質量基準である。
<コーティング材の調製>
(調製例1:コーティング材E1)
導電性ポリマーとしてのポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)0.5%およびポリスチレンスルホネート(数平均分子量15万)(PSS)0.8%を含む水溶液(Heraeus社製、商品名「Clevios P」;以下「導電性ポリマー水溶液A1」ともいう。)を用意した。また、バインダ(B)としてのポリエステル樹脂(バインダB1)を25%含む分散液(東洋紡社製、商品名「バイナロールMD−1480」(飽和共重合ポリエステル樹脂の水分散液);以下「バインダ分散液B1」ともいう。)を用意した。また、滑り剤としてのカルナバワックスの水分散液(以下「滑り剤分散液C1」ともいう。)を用意した。
水とエタノールとの混合溶媒に、上記バインダ分散液B1を固形分量で100部と、上記滑り剤分散液C1を固形分量で40部と、上記導電性ポリマー水溶液A1を固形分量で50部と、メラミン系架橋剤10部とを加え、約20分間攪拌して十分に混合した。このようにして、NV約0.3%のコーティング材E1を調製した。
(調製例1:コーティング材E1)
導電性ポリマーとしてのポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)0.5%およびポリスチレンスルホネート(数平均分子量15万)(PSS)0.8%を含む水溶液(Heraeus社製、商品名「Clevios P」;以下「導電性ポリマー水溶液A1」ともいう。)を用意した。また、バインダ(B)としてのポリエステル樹脂(バインダB1)を25%含む分散液(東洋紡社製、商品名「バイナロールMD−1480」(飽和共重合ポリエステル樹脂の水分散液);以下「バインダ分散液B1」ともいう。)を用意した。また、滑り剤としてのカルナバワックスの水分散液(以下「滑り剤分散液C1」ともいう。)を用意した。
水とエタノールとの混合溶媒に、上記バインダ分散液B1を固形分量で100部と、上記滑り剤分散液C1を固形分量で40部と、上記導電性ポリマー水溶液A1を固形分量で50部と、メラミン系架橋剤10部とを加え、約20分間攪拌して十分に混合した。このようにして、NV約0.3%のコーティング材E1を調製した。
(調製例2:コーティング材E2)
上記導電性ポリマー水溶液A1を固形分量で80部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E2を調製した。
上記導電性ポリマー水溶液A1を固形分量で80部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E2を調製した。
(調製例3:コーティング材E3)
上記導電性ポリマー水溶液A1を固形分量で100部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E3を調製した。
上記導電性ポリマー水溶液A1を固形分量で100部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E3を調製した。
(調製例4:コーティング材E4)
上記滑り剤分散液C1を固形分量で20部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E4を調製した。
上記滑り剤分散液C1を固形分量で20部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E4を調製した。
(調製例5:コーティング材E5)
上記滑り剤分散液C1を固形分量で30部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E5を調製した。
上記滑り剤分散液C1を固形分量で30部に代えた以外はコーティング材E1と同様にして、NV約0.3%のコーティング材E5を調製した。
(調製例6:コーティング材E6)
バインダとしてのアクリル系ポリマー(バインダB2)をトルエン中に5%含む溶液(バインダ溶液B2)を用意した。容量150mLのビーカーに、2gのバインダ溶液B2(0.1gのバインダB2を含む。)と、40gのエチレングリコールモノエチルエーテルとを入れて攪拌混合した。さらにこのビーカーに、PEDOTとPSSとを含むNV4.0%の導電性ポリマー水溶液A2を1.2gと、エチレングリコールモノメチルエーテル55gと、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン系レベリング剤(BYK Chemie社製、商品名「BYK−300」、NV52%)0.05gと、メラミン系架橋剤とを加え、約20分間攪拌して十分に混合した。このようにして、100部のバインダB2(ベース樹脂)に対して導電性ポリマー50部および滑り剤30部を含み(いずれも固形分基準)、さらにメラミン系架橋剤を含むNV0.18%のコーティング材E6を調製した。
なお、上記バインダ溶液B2は以下の方法で調製した。すなわち、反応器にトルエン25gを装入し、反応器内の温度を105℃まで上げた後、メチルメタクリレート30g、n−ブチルアクリレート10g、シクロヘキシルメタクリレート5g、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2gを混合した溶液を、上記反応器に2時間かけて連続的に滴下した。滴下完了後、反応器内の温度を110〜115℃に調整し、同温度に3時間保持して共重合反応を行った。3時間経過後、トルエン4gとAIBN0.1gとの混合液を反応器に滴下し、同温度に1時間保持した。その後、反応器内の温度を90℃まで冷却し、トルエンを投入して希釈することにより、NV5%に調整した。
バインダとしてのアクリル系ポリマー(バインダB2)をトルエン中に5%含む溶液(バインダ溶液B2)を用意した。容量150mLのビーカーに、2gのバインダ溶液B2(0.1gのバインダB2を含む。)と、40gのエチレングリコールモノエチルエーテルとを入れて攪拌混合した。さらにこのビーカーに、PEDOTとPSSとを含むNV4.0%の導電性ポリマー水溶液A2を1.2gと、エチレングリコールモノメチルエーテル55gと、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン系レベリング剤(BYK Chemie社製、商品名「BYK−300」、NV52%)0.05gと、メラミン系架橋剤とを加え、約20分間攪拌して十分に混合した。このようにして、100部のバインダB2(ベース樹脂)に対して導電性ポリマー50部および滑り剤30部を含み(いずれも固形分基準)、さらにメラミン系架橋剤を含むNV0.18%のコーティング材E6を調製した。
なお、上記バインダ溶液B2は以下の方法で調製した。すなわち、反応器にトルエン25gを装入し、反応器内の温度を105℃まで上げた後、メチルメタクリレート30g、n−ブチルアクリレート10g、シクロヘキシルメタクリレート5g、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2gを混合した溶液を、上記反応器に2時間かけて連続的に滴下した。滴下完了後、反応器内の温度を110〜115℃に調整し、同温度に3時間保持して共重合反応を行った。3時間経過後、トルエン4gとAIBN0.1gとの混合液を反応器に滴下し、同温度に1時間保持した。その後、反応器内の温度を90℃まで冷却し、トルエンを投入して希釈することにより、NV5%に調整した。
(調製例7:コーティング材E7)
オクタデシルメタクリレート、アクリロニトリルおよびメタクリル酸の共重合体(モル比:オクタデシルメタクリレート/ アクリロニトリル/ メタクリル酸=18/82/35,Mw7万)のトルエン溶液(NV0.3%)をコーティング材E7として調製した。
オクタデシルメタクリレート、アクリロニトリルおよびメタクリル酸の共重合体(モル比:オクタデシルメタクリレート/ アクリロニトリル/ メタクリル酸=18/82/35,Mw7万)のトルエン溶液(NV0.3%)をコーティング材E7として調製した。
<例1>
(トップコート層付きフィルムの形成)
厚さ38μm、幅30cm、長さ40cmの透明なPETフィルムを用意した。このPETフィルムに上記コーティング材E1をバーコーターで塗布し、130℃で30秒間加熱して乾燥させた。このようにして、PETフィルムの片面に厚さ40nmのトップコート層を有するトップコート層付きフィルムを作製した。
(トップコート層付きフィルムの形成)
厚さ38μm、幅30cm、長さ40cmの透明なPETフィルムを用意した。このPETフィルムに上記コーティング材E1をバーコーターで塗布し、130℃で30秒間加熱して乾燥させた。このようにして、PETフィルムの片面に厚さ40nmのトップコート層を有するトップコート層付きフィルムを作製した。
(粘着剤の調製)
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた四つ口フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート91部、4−ヒドロキシブチルアクリレート9部、重合開始剤としてAIBN0.2部、酢酸エチル150部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入し、フラスコ内の液温を60℃付近に保って6時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液(NV40%)を調製した。このアクリル系ポリマーのMwは50万であった。
上記アクリル系ポリマー溶液を酢酸エチルで20%に希釈し、この溶液500部(固形分100部)に、架橋剤として、3官能イソシアネート化合物であるヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(東ソー社製、商品名「コロネートHX」)3.0部(固形分)、架橋触媒としてジラウリン酸ジオクチルスズ(東京ファインケミカル社製、商品名「エンビライザーOL-1」、1%酢酸エチル溶液)3部(固形分0.03部)、リチウム・ビス(トリフルオロスルホニル)イミド(森田化学工業製、LiTFSI)0.5部(固形分)、ポリエーテル変性シリコーン(信越化学工業社製、商品名「KF−353」)0.7部(固形分)、アセチルアセトン5部を加えて、混合攪拌を行い、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた四つ口フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート91部、4−ヒドロキシブチルアクリレート9部、重合開始剤としてAIBN0.2部、酢酸エチル150部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入し、フラスコ内の液温を60℃付近に保って6時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液(NV40%)を調製した。このアクリル系ポリマーのMwは50万であった。
上記アクリル系ポリマー溶液を酢酸エチルで20%に希釈し、この溶液500部(固形分100部)に、架橋剤として、3官能イソシアネート化合物であるヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(東ソー社製、商品名「コロネートHX」)3.0部(固形分)、架橋触媒としてジラウリン酸ジオクチルスズ(東京ファインケミカル社製、商品名「エンビライザーOL-1」、1%酢酸エチル溶液)3部(固形分0.03部)、リチウム・ビス(トリフルオロスルホニル)イミド(森田化学工業製、LiTFSI)0.5部(固形分)、ポリエーテル変性シリコーン(信越化学工業社製、商品名「KF−353」)0.7部(固形分)、アセチルアセトン5部を加えて、混合攪拌を行い、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
(表面保護フィルムの作製)
上記アクリル系粘着剤溶液を、トップコート層付きフィルムのトップコート層とは反対の面に塗布し、130℃で20秒間加熱して、厚さ15μmの粘着剤層を形成した。次いで、上記粘着剤層の表面に、片面にシリコーン処理を施したPETフィルム(厚さ25μm)からなる剥離ライナーのシリコーン処理面を貼り合わせ、本例に係る表面保護フィルム(粘着シート)を作製した。
上記アクリル系粘着剤溶液を、トップコート層付きフィルムのトップコート層とは反対の面に塗布し、130℃で20秒間加熱して、厚さ15μmの粘着剤層を形成した。次いで、上記粘着剤層の表面に、片面にシリコーン処理を施したPETフィルム(厚さ25μm)からなる剥離ライナーのシリコーン処理面を貼り合わせ、本例に係る表面保護フィルム(粘着シート)を作製した。
<例2〜7>
コーティング材およびトップコート層の厚さを表1に示す内容に変更した他は例1と基本的に同様にして、各例に係るトップコート層付きフィルムおよび表面保護フィルム(粘着シート)を作製した。
コーティング材およびトップコート層の厚さを表1に示す内容に変更した他は例1と基本的に同様にして、各例に係るトップコート層付きフィルムおよび表面保護フィルム(粘着シート)を作製した。
<例8>
コーティング材およびトップコート層の厚さを表1に示す内容に変更し、フィルム基材をイオン性帯電防止層付きPETフィルム(三菱ケミカル社製、商品名「ダイアホイルT100G38」)に変更した以外は例1と基本的に同様にして、本例に係るトップコート層付きフィルムおよび表面保護フィルム(粘着シート)を作製した。この例に係るトップコート層付きフィルムは、フィルム基材、帯電防止層およびトップコート層からなる三層構造を有する。
コーティング材およびトップコート層の厚さを表1に示す内容に変更し、フィルム基材をイオン性帯電防止層付きPETフィルム(三菱ケミカル社製、商品名「ダイアホイルT100G38」)に変更した以外は例1と基本的に同様にして、本例に係るトップコート層付きフィルムおよび表面保護フィルム(粘着シート)を作製した。この例に係るトップコート層付きフィルムは、フィルム基材、帯電防止層およびトップコート層からなる三層構造を有する。
[トップコート層の外観]
トップコート層の外観を目視で確認し、塗布ムラやハジキが認められなかったものを外観良好と判定し、塗布ムラやハジキが認められたものを外観不良と判定した。上記評価において外観が良好なものは、表面保護フィルムとして好適に利用され得る。
トップコート層の外観を目視で確認し、塗布ムラやハジキが認められなかったものを外観良好と判定し、塗布ムラやハジキが認められたものを外観不良と判定した。上記評価において外観が良好なものは、表面保護フィルムとして好適に利用され得る。
[印字耐水性]
23℃、50%RHの測定環境下で、ビデオジェット社の印字機(装置「Excel2000」、インク型番「16−8451Q」)を用いて印字した後、水1mLを染みこませたクリーン用ウェス(Texwipe社製、商品名「Technicloth TX900」)を用いて、10回擦過し、印字が脱落した面積を目視にて判別した。印字面積の20%以下のインクが脱落した場合を4点、20%超40%以下のインクが脱落した場合を3点、40%超70%以下のインクが脱落した場合を2点、70%超のインクが脱落した場合を1点とした。上記評価において2点以上のものは、水洗工程を経てもインクは脱落せず、表面保護フィルムとして好適に利用され得ることから、2点以上であった場合を印字耐水性良好とした。
23℃、50%RHの測定環境下で、ビデオジェット社の印字機(装置「Excel2000」、インク型番「16−8451Q」)を用いて印字した後、水1mLを染みこませたクリーン用ウェス(Texwipe社製、商品名「Technicloth TX900」)を用いて、10回擦過し、印字が脱落した面積を目視にて判別した。印字面積の20%以下のインクが脱落した場合を4点、20%超40%以下のインクが脱落した場合を3点、40%超70%以下のインクが脱落した場合を2点、70%超のインクが脱落した場合を1点とした。上記評価において2点以上のものは、水洗工程を経てもインクは脱落せず、表面保護フィルムとして好適に利用され得ることから、2点以上であった場合を印字耐水性良好とした。
[剥離帯電圧]
各例に係る表面保護フィルムを幅70mm、長さ130mmのサイズにカットし、メタルハライドランプを使用し、照度90mW/cm2、積算光量3000mJ/cm2にてUV照射を行った。その後、剥離ライナーを除去し、ガラス板に貼り合わせた偏光板(日東電工社製、アクリル系偏光板、幅70mm、長さ100mm)の表面に、表面保護フィルムの片方の端部が偏光板の端から30mmはみ出すようにして、ハンドローラーにて圧着した。
このサンプルを23℃、50%RHの環境下に1日放置した後、高さ20mmのサンプル固定台の所定の位置にセットした。偏光板から30mmはみ出した表面保護フィルムの端部を自動巻取り機に固定し、剥離角度150°、引張速度30m/分の条件で表面保護フィルムを剥離した。このときに発生する被着体(偏光板)表面の電位を、偏光板の中央から高さ30mmの位置に固定してある電位測定器(シシド静電気社製、型式「STATIRON DZ−4」)にて剥離帯電圧として記録した。測定は、23℃、50%RHの環境下で行った。
各例に係る表面保護フィルムを幅70mm、長さ130mmのサイズにカットし、メタルハライドランプを使用し、照度90mW/cm2、積算光量3000mJ/cm2にてUV照射を行った。その後、剥離ライナーを除去し、ガラス板に貼り合わせた偏光板(日東電工社製、アクリル系偏光板、幅70mm、長さ100mm)の表面に、表面保護フィルムの片方の端部が偏光板の端から30mmはみ出すようにして、ハンドローラーにて圧着した。
このサンプルを23℃、50%RHの環境下に1日放置した後、高さ20mmのサンプル固定台の所定の位置にセットした。偏光板から30mmはみ出した表面保護フィルムの端部を自動巻取り機に固定し、剥離角度150°、引張速度30m/分の条件で表面保護フィルムを剥離した。このときに発生する被着体(偏光板)表面の電位を、偏光板の中央から高さ30mmの位置に固定してある電位測定器(シシド静電気社製、型式「STATIRON DZ−4」)にて剥離帯電圧として記録した。測定は、23℃、50%RHの環境下で行った。
[b*値]
各例に係る表面保護フィルムを幅50mm、長さ50mmのサイズにカットし、剥離ライナーを除去した後、高速積分球式透過率測定器(村上色彩技術研究所社製、型式「DOT−3C」)にて、ハンターの表色系におけるb*値を測定して着色の有無を評価した。b*値は色相変化の指標であり、b*値が小さいほど色相変化が少なく光学フィルムとして好ましく利用され得る。b*値が2以下であれば合格レベルと判定できる。
各例に係る表面保護フィルムを幅50mm、長さ50mmのサイズにカットし、剥離ライナーを除去した後、高速積分球式透過率測定器(村上色彩技術研究所社製、型式「DOT−3C」)にて、ハンターの表色系におけるb*値を測定して着色の有無を評価した。b*値は色相変化の指標であり、b*値が小さいほど色相変化が少なく光学フィルムとして好ましく利用され得る。b*値が2以下であれば合格レベルと判定できる。
各例に係る表面保護フィルムの概略構成、これらについての水接触角[°]、動摩擦係数、背面剥離強度[N/19mm]、表面抵抗率[Ω/□]、トップコート層外観、印字耐水性、剥離帯電圧[kV]およびb*値の評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、トップコート層の厚さが10nm超50nm未満であり、水接触角が75°以上であり、背面剥離強度が1.0N/19mm以上であり、かつ動摩擦係数が0.4以下であったトップコート層表面を有する例1〜4に係るフィルムは、いずれも外観が良好であり、印字耐水性評価が合格レベルであった。これらはまた、剥離帯電圧も低く抑制されていた。なかでも、脂肪酸エステル量を抑えた例4は、背面剥離強度が高まり、印字耐水性が特に優れていた。トップコート層中の帯電防止成分がバインダ100部に対して80部であった例2は、表面抵抗率が最も低く、剥離帯電圧も最小値を記録した。これに対して、トップコート層の厚さが10nmであった例5に係るフィルムは、水接触角が70°未満となり、印字耐水性の評価結果が最低レベルであった。この例では、トップコート層の薄さゆえ、動摩擦係数、表面抵抗率も高くなる傾向があった。特性(A)〜(C)を満足したもののトップコート層の厚さが50nmであった例6に係るフィルムは、厚さ50nm未満のトップコート層と比べて外観が劣っていた。また、水接触角が75°未満であり、動摩擦係数が0.4よりも大きかった例7に係るフィルムも、例5と同様、印字耐水性の評価結果が最低レベルであった。このフィルムはまた、帯電防止性も低下傾向であった。さらに、水接触角が75°以上、動摩擦係数が0.4以下であったが背面剥離強度が1.0N/19mm未満であった例8に係るフィルムも、印字耐水性を有するものではなかった。印字密着性が十分でなく、印字耐水性評価に耐えられなかったものと考えられる。
ここに開示されるトップコート層付きフィルムは、各種表面保護フィルムの支持体等の用途に好ましく利用され得る。また、ここに開示される表面保護フィルムは、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル(PDP)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等の構成要素として用いられる光学部材の製造時、搬送時等に該光学部材を保護する用途に好適である。特に、液晶ディスプレイパネル用の偏光板(偏光フィルム)、波長板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、光拡散シート、反射シート等の光学部材に適用される表面保護フィルムとして有用である。
1 :表面保護フィルム
10 :トップコート層付きフィルム
10A:トップコート層付きフィルムの背面
12 :フィルム基材
12A:第一面(背面)
12B:第二面(前面)
14 :トップコート層
14A:トップコート層表面
20 :粘着剤層
20A:表面(粘着面)
30 :剥離ライナー
50 :被着体
10 :トップコート層付きフィルム
10A:トップコート層付きフィルムの背面
12 :フィルム基材
12A:第一面(背面)
12B:第二面(前面)
14 :トップコート層
14A:トップコート層表面
20 :粘着剤層
20A:表面(粘着面)
30 :剥離ライナー
50 :被着体
Claims (10)
- フィルム基材と、該フィルム基材の一方の表面に設けられたトップコート層と、を備えるトップコート層付きフィルムであって、
前記トップコート層の厚さは、10nmを超え、かつ50nm未満であり、
前記トップコート層表面は、以下の特性:
(A)水接触角が75°以上である;
(B)23℃、貼付け後30分および引張速度0.3m/分の条件で測定される前記トップコート層表面に対する標準アクリル系粘着テープの180度剥離強度が1.0N/19mm以上である;および
(C)動摩擦係数が0.4以下である;
を満足する、トップコート層付きフィルム。 - 前記トップコート層表面は、さらに以下の特性:
(D)表面抵抗率が1.0×1012Ω/□以下である;
を満足する、請求項1に記載のトップコート層付きフィルム。 - 前記トップコート層は、導電性ポリマーを含む、請求項1または2に記載のトップコート層付きフィルム。
- 前記導電性ポリマーは、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、請求項3に記載のトップコート層付きフィルム。
- 前記トップコート層は、脂肪酸エステルを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のトップコート層付きフィルム。
- 前記トップコート層は、ポリエステル系バインダを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のトップコート層付きフィルム。
- 前記フィルム基材は、ポリエステル樹脂フィルムである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のトップコート層付きフィルム。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のトップコート層付きフィルムと、前記フィルム基材の他方の表面に設けられた粘着剤層と、を備える表面保護フィルム。
- 前記粘着剤層は、帯電防止成分を含む、請求項8に記載の表面保護フィルム。
- 請求項8または9に記載の表面保護フィルムが貼り付けられた光学部品。
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